TY  - JOUR
T1  - Dairesel bir Mikrokanalda SiO2 Nanoakışkanların Isı Transferi ve Basınç Düşümü Karakteristiklerinin İncelenmesi
TT  - Investigation of Heat Transfer and Pressure Drop Characteristics of SiO2 Nanofluids in a Circular Microchannel
AU  - Mandev, Emre
AU  - Şahin, Bayram
AU  - Bayramian, Hourieh
AU  - Manay, Eyüphan
PY  - 2019
DA  - March
Y2  - 2018
DO  - 10.21597/jist.449241
JF  - Journal of the Institute of Science and Technology
JO  - J. Inst. Sci. and Tech.
PB  - Igdir University
WT  - DergiPark
SN  - 2536-4618
SP  - 446
EP  - 457
VL  - 9
IS  - 1
LA  - tr
AB  - Endüstriyeluygulamalarda ısı transferinin artırılması sıkça karşılaşılan ve sürekligeliştirme ihtiyacı duyulan bir mühendislik problemidir. Son yıllarda ısıtransferi iyileştirmesinde sıklıkla kullanılan bir yöntem de nanoakışkankullanımıdır. İş yapan akışkan içerisine nanometre boyutlarında partiküllerineklenmesi, akışkanın ısı transferi performansını artıran bir uygulamadır. Buçalışmada, sabit ısı akısı sınır şartlarında, 700 µm çapında dairesel birmikrokanalda SiO2-saf su nanoakışkanlarının ısıl performansları vebasınç düşümleri deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmada %0.2, %0.4, %0.8 ve%1.2 hacimsel orandaki nanoakışkanlar, saf suya 15 nm partikül çapında SiO2nanopartikülleri ilave edilerek hazırlanmıştır. Sıcaklık, debi ve basınçölçümleriyle ısı taşınım katsayısı, Nusselt sayısı, basınç düşümü ve sürtünmefaktörü değerleri belirlenmiştir. Ayrıcaısıl performans ve basınç düşümü analizleri için gerekli olan ısıl iletkenlikve viskozite özellikleri deneysel olarak saptanmıştır. Çalışma sonucundaNusselt sayısının Reynolds sayısı ve partikülün hacimsel oranındaki artışlaarttığı gözlenmiştir. Nanoakışkan kullanımıyla maksimum ısı transferi artışı Re= 2160 civarında ve %1.2 hacimsel oranda saf suya göre yaklaşık % 20 civarındaolmuştur. Yüksek Reynolds sayılarında tüm akışkanların sürtünme faktörüdeğerleri birbirine çok yakın iken, Reynolds sayısı azaldıkça hacimsel partiküloranının sürtünme faktörün üzerindeki etkisi daha belirgin hale gelmiştir.Bütün hacimsel oranlarda nanoakışkanların sürtünme faktörü değerinin saf susürtünme faktörü değerinden yüksek olduğu belirlenmiştir.
KW  - Nanoakışkan
KW  - mikrokanal
KW  - ısı transferi
KW  - SiO2
KW  - basınç düşümü
N2  - Increasingthe heat transfer in industrial applications is a frequently encounteredengineering problem that requires continuous improvement. In recent years, acommonly used method of heat transfer enhancement is the useing nanofluids.Adding nanometer-sized particles into the working fluid is an application thatimproves the heat transfer performance of the fluid. In this work, thermalperformance and pressure drops of SiO2-pure water nanofluids in acircular microchannel with a diameter of 700 μm were investigatedexperimentally under constant heat flow boundary conditions. In the study,volumetric ratios of nanofluids were 0.2%, 0.4%, 0.8% and 1.2%. These nanofluids were prepared by adding SiO2nanoparticles of 15 nm particle diameter to purified water. The values ​​ofheat transfer coefficient, Nusselt number, pressure drop and friction factorwere determined with temperature, flow rate and pressure measurements. Inaddition, the thermal conductivity and viscosity properties required forthermal performance and pressure drop analysis have been experimentallydetermined. As a result, it was observed that Nusselt number increased withincreasing Reynolds number and volumetric ratio of particle. With the use ofnanofluid, the maximum heat transfer enhancement was about 20% at Re = 2160 and1.2% particle volume fraction compared to pure water. While the friction factorvalues ​​of all fluids were very close to each other in the high Reynoldsnumbers, the effect of the volumetric particle ratio on the friction factorbecame more clear as the Reynolds number decreased. At all volume ratios it wasdetermined that the friction factor value of the nanofluids is higher than thepure water friction factor value.
CR  - Angayarkanni SA, Philip J, 2015. Review on Thermal Properties of Nanofluids: Recent Developments. Advances in Colloid and Interface Science, 225: 146-176.
CR  - Avcı M, 2008. Mikrokanallarda akış ve ısı transferi. Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi (Basılmış).
CR  - Azmi WH, Sharma KV, Mamat R, Alias ABS, Izwan MI, 2012. Correlations for Thermal Conductivity and Viscosity of Water Based Nanofluids. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 5–7 December 2011, Pahang, Malaysia, 36: 1-6.
CR  - Chein R, Chuang J, 2007. Experimental Microchannel Heat Sink Performance Studies Using Nanofluids. International Journal of Thermal Sciences, 46: 57-66.
CR  - Daungthongsuk W, Wongwises S, 2007. A Critical Review of Convective Heat Transfer of Nanofluids. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 11: 797-817.
CR  - Drzazga M, Lemanowıcz M, Dzıdo G, Gıerczyckı A, 2012. Preparation of Metal Oxide-Water Nanofluids by Two-Step Method. Inżynieria i Aparatura Chemiczna, 51(5): 213-215.
CR  - Hausen H, 1959. New Equations for Heat Transfer in Free or Forced Flow. Allg. Warmetechnik, 9(4/5): 75-79.
CR  - Ijam A, Saidur R, Ganesan P, 2012. Cooling of Minichannel Heat Sink Using Nanofluids. International Communications in Heat and Mass Transfer, 39: 1188-94.
CR  - Incropera FP, DeWitt DP, 1996. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons Publications 4th Edition, pp. 424-445, NewYork-USA.
CR  - Laohalertdecha S, Naphon P, Wongwises S, 2007. A Review of Electrohydrodynamic Enhancement of Heat Transfer. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 11(5): 858-876.
CR  - Li Y, Zhou J, Tung S, Schneider E, Xi S, 2009. A Review on Development of Nanofluid Preparation and Characterization. Powder Technology, 196: 89-101.
CR  - Mandev E, 2017. Mikrokanallarda Nanoakışkanların Karma Taşınımla Isı Transferi Karakteristiklerinin Deneysel Olarak İncelenmesi. Erzurum Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
CR  - Maradiya C, Vadher J, Agarwal R, 2018. The Heat Transfer Enhancement Techniques and Their Thermal Performance Factor. Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences, 7(1): 1-21.
CR  - Sheikholeslami M, Gorji-Bandpy M, Ganji DD, 2015.  Review of Heat Transfer Enhancement Methods: Focus on Passive Methods Using Swirl Flow Devices. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 49: 444-469.
CR  - Tuckerman DB, Pease RFW, 1981. High-Performance Heat Sinking for VLSI. Electron Device Letters, 2(5): 126-129.
CR  - Wu X, Wu H, Cheng P, 2009. Pressure Drop and Heat Transfer of Al2O3-H2O Nanofluids Through Silicon Microchannels. Journal of Micromechanics and Microengineering, 19(10).
UR  - https://doi.org/10.21597/jist.449241
L1  - https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/651610
ER  -