Farklı Çaplara Sahip Dairesel Borularda Grafen Oksit (GO)-Saf Su Nanoakışkanı Kullanımının Isı Transferi Artışı Üzerindeki Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi
[ X ]
Tarih
2019
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Kırıkkale Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu çalışmada, %0,01 hacimsel konsantrasyonlugrafen oksit (GO)-saf su nanoakışkanının taşınım ısı transferi ve basınç düşüşüartışı iç çapları 12 mm ve 16 mm olan, 1830 mm uzunluğa sahip sabit duvar ısıakılı dairesel bakır düz borularda deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca,çalışmada sayısal hesaplamalar tek fazlı akışkan kabulüyle Navier-Stokes veenerji denkleminin sonlu hacimler yöntemi olan ANSYS-FLUENT programıkullanılarak çözülmesiyle üç boyutlu ve zamandan bağımsız olarak yapılmıştır.Hacimsel debinin, ısı akısının ve boru çapının GO-saf su nanoakışkanınıntaşınım ısı transfer katsayısı ve basınç düşüşü üzerindeki etkileri deneyselolarak araştırılmış ve saf su için elde edilen ısı taşınım katsayısı değerleriilgili bağıntılardan elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sonuçlar,farklı çaplı borular için farklı debi ve ısı akısı değerlerinde ısı taşınımkatsayısı ve Nusselt sayısı değerlerinin değişimleri olarak sunulmuş ve ayrıcaboruların duvar yüzey sıcaklık ve ısı taşınım katsayısı değerlerinindeğişimleri sayısal ve deneysel karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Eldeedilen sonuçlar, nanoakışkanın h ve Nu sayısı değerlerinin hacimsel debi ve ısıakısındaki artışla arttığını ve en yüksek artış değerlerine 16 mm iç çaplıboruda ulaşıldığını göstermektedir. 16 mm iç çaplı boru için GO-saf sunanoakışkanının ortalama ısı taşınım katsayısı artış değeri 1,5 L/dak.’ lıkdebi (Re=1981) ve 3043,94 W/m2‘ lik (350 W) ısı akısı değerinde %34,88 olmaktadır.
In this study, increment of convective heattransfer and pressure drop of graphene oxide (GO)-distilled water nanofluidwith volumetric concentration of 0,01% in circular copper straight tubes havinginner diameters of 12 mm and 16 mm, length of 1830 mm and with constant wallheat flux was experimentally investigated. In addition, numerical calculations were performed as three-dimensionaland steady by solving Navier-Stokes and energy equation using ANSYS-FLUENTprogram which is the finite volumes method with the assuming of single phasefluid. The effects of volumetric flow rate, heat flux and diameter of the tubewere experimentally researched on the convective heat transfer coefficient andthe pressure drop of the GO-distilled water nanofluid and the obtained valuesof convective heat transfer coefficient for the distilled water were comparedwith determined results from corresponding correlations. Results were presentedas the variation of convective heat transfer coefficient and Nu number valuesat the values of different flow rates and heat fluxes for different tubediameters. And also, the variations of wall surface temperature and convectiveheat transfer coefficient values of the tubes were examined as numerical andexperimental comparison. The obtained results showed that h and Nusselt numbervalues of nanofluid increased with increasing of volumetric flow rate and heatflux and the highest increment values were reached at the pipe with 16 mm innerdiameter. The increment value of average convective heat transfer coefficientof the GO-distilled water nanofluid was 34,88% at the flow rate of 1,5 L/min.(Re=1981) and the heat flux of 3043,94 W/m2 (350 W) for the tube with 16 mminner diameter.
In this study, increment of convective heattransfer and pressure drop of graphene oxide (GO)-distilled water nanofluidwith volumetric concentration of 0,01% in circular copper straight tubes havinginner diameters of 12 mm and 16 mm, length of 1830 mm and with constant wallheat flux was experimentally investigated. In addition, numerical calculations were performed as three-dimensionaland steady by solving Navier-Stokes and energy equation using ANSYS-FLUENTprogram which is the finite volumes method with the assuming of single phasefluid. The effects of volumetric flow rate, heat flux and diameter of the tubewere experimentally researched on the convective heat transfer coefficient andthe pressure drop of the GO-distilled water nanofluid and the obtained valuesof convective heat transfer coefficient for the distilled water were comparedwith determined results from corresponding correlations. Results were presentedas the variation of convective heat transfer coefficient and Nu number valuesat the values of different flow rates and heat fluxes for different tubediameters. And also, the variations of wall surface temperature and convectiveheat transfer coefficient values of the tubes were examined as numerical andexperimental comparison. The obtained results showed that h and Nusselt numbervalues of nanofluid increased with increasing of volumetric flow rate and heatflux and the highest increment values were reached at the pipe with 16 mm innerdiameter. The increment value of average convective heat transfer coefficientof the GO-distilled water nanofluid was 34,88% at the flow rate of 1,5 L/min.(Re=1981) and the heat flux of 3043,94 W/m2 (350 W) for the tube with 16 mminner diameter.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Nanoakışkan, grafen oksit, taşınım ısı transfer katsayısı, basınç düşüşü, Nanofluid, graphen oxide, convective heat transfer coefficient, pressure drop
Kaynak
Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
1
Sayı
1-282
