GRAFİT İÇEREN NANOAKIŞKAN KULLANILARAK ISI DEĞİŞTİRİCİLERİNİN PERFORMANSLARININ İYİLEŞTİRİLMESİ

Year 2022, , 591 - 599, 31.12.2022

Yağız Çotur , Tarkan Koca

https://doi.org/10.54365/adyumbd.1196731

Abstract

Bu çalışmada iç borusu helisel tip olan bir eş merkezli ve iç içe borulu ısı değiştiricide paralel akış şartlarında ısı transferini iyileştirmek amacıyla nanoakışkan kullanımının ısı transferine olan etkisi incelenmiştir. Çalışmanın amacı grafit-saf su nanoakışkanı kullanarak ısı değiştiricide ısıl verimliliğin arttırılmasıdır. Deney setinde saf suyun içerisine %0,25 hacimsel oranda grafit süspanse edilmiş ve nanoakışkan kullanımının saf suya göre ısı transferine ve etkinlik katsayısına olan etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Sıcak akışkan olarak grafit-saf su nanoakışkanı, soğuk akışkan olarak da saf su kullanılmıştır. Çalışmada sıcak su debisi 3 l/dk, giriş sıcaklığı 55 °C değerinde sabit alınmıştır. Sıcak akışkanın soğuk akışkana debi oranlarının 1, 0.75, 0.5 ve 0.25 olması için, soğuk akışkan debisi 3, 4, 6 ve 12 l/dk olmak üzere dört farklı değerde alınmıştır. Saf su ve nanoakışkan ile yapılan deneylerden elde edilen veriler kullanılarak hesaplamalar yapılmış ve karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre bu ısı değiştiricide grafit-saf su nanoakışkanın kullanılmasının ısıl verimliliği artırdığı gözlemlenmiştir. Sistem kararlı hale geldikten sonra alınan verilerde grafit-saf su nanoakışkanın saf suya göre paralel akışta 3 l/dk debide %13,23 iyileştirme oranına sahip olduğu gözlemlenmiştir

Keywords

Isı değiştiricisi, Nanoakışkan, Grafit, Saf su, Etkinlik, Helisel boru, Nano partikül

IMPROVING THE PERFORMANCE OF HEAT EXCHANGERS USING GRAPHITE CONTAINING NANOFLUID

Abstract

In this study, the effect of nanofluid usage on heat transfer was investigated in order to improve heat transfer by using a spiral tube in a double tube type heat exchanger. When nanofluid and pure water are used in the study, the effect of heat transfer and efficiency coefficient and comparison of these two were experimentally investigated. The hot water flow rate was kept constant at 3 l/min and the temperature at 55°C. The ratios of hot and cold fluid flow are taken as 1, 0.75, 0.5 and 0.25. In other words, the cold fluid flow rate was given to the system as 3,4,6,12 l/min and observations were made. As a result of the results obtained, it was observed that nanofluid is efficient in this type of heat exchanger. In the data obtained after the system stabilizes. In the data obtained after the system became stable, it was observed that it had an improvement rate of 13.23% at a flow rate of 3 l/min in parallel flow compared to graphite water.

Keywords

Heat exchanger, Nanofluid, Graphite, Pure water, Effectiveness, Spiral Tube, Nanoparticle

References

• Xuan Y., Li Q. Heat transfer enhancement fo nanofluids, Int J Heat Fluid Flow 2000, 21, 58-64.
• Chein R., Chuang J. Experimental microchannel heat sink performance studies using nanofluids, International Journal of Thermal Sciences 2007, 46(1) 57-66.
• Sundar S., Singh M., Antonio CMS. Enhanced heat transfer and friction factor of MWCNT–Fe3O4/water hybrid nanofluids. International Communications in Heat and Mass Transfer 2014, 52, 73–83.
• Khedkar RS., Sonawane SS., Wasewar KL. Heat transfer study on concentric tube heat exchanger TiO2–water-based nanofluid. International Communications in Heat and Mass Transfer 2014, 57, 163-169
• Noghrehabadi A., Rashid P. Experimental investigation of forced convective heat transfer enhancement of γ-Al2O3/water nanofluid in a tube. Journal of Mechanical Science and Technology 2016, 30 (2), 943-952.
• Kılınç F., Buyruk E., Karabulut K. Araç radyatörünün ısı transferi performansının su tabanlı nanoakışkanlar kullanılarak deneysel olarak araştırılması. Tesisat Mühendisliği 2019, 27, 37-46.
• Xuan Y., Roetzel, W. Conceptions for heat transfer correlation of nanofluids. International Journal of Heat and Mass Transfer 2000, 43(19), 3701-3707.
• Pak B.C., Choi Y.I. Hyrdrodynamic and heat transfer study of dispersed fluids with submiron metallic oxide particle. Experimental Heat Transfer and Internation Journal 1998, 11 (2), 151-170
• Mawell J.C., Garnett J.C. Colours in metal glasses and in metallic films. Philosophical Transactions of the Royal Society a Mathematical, Physical and Engeneering Sciences 1904, 203, 385-420.
• Selbaş R., Sencan AM., Kılıç, B. Alternative approach in thermal analysis of plate heat exchanger. Heat and Mass Transfer 2009, 45, 323-329.
• Koca T. The effect of using Al2O3/water-based nanofluid on heat transfer in heat exchangers with rotating straight inner tube. Heat Transfer Research 2021, 52(2), 29-43.
• Akçay S. İçerisinde bölmeler bulunan zigzag bir kanalda nanoakışkanların termo-hidrolik performansının incelenmesi. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2021, 8(15), 525-535.