Research Article

Bakır Oksit-Su ve Elmas-Su Nanoakışkanlı Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Isı Transferi ve Akış Yapılarının Değerlendirilmesi

Volume: 12 Number: 1 January 26, 2024
TR EN

Bakır Oksit-Su ve Elmas-Su Nanoakışkanlı Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Isı Transferi ve Akış Yapılarının Değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, sabit 1000 W/m2 ısı akısına sahip dairesel oyuklu ve yamuk modelli bakır plakalı yüzeylerden olan ısı transferi ve birleşik jet akışlı kanallardaki akış yapıları su, %2 hacimsel konsantrasyonlu CuO-Su (Bakır oksit)-Su ve Elmas-Su nanoakışkanları kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Sayısal çalışma, sürekli ve üç boyutlu olarak k-ε türbülans modelli Ansys-Fluent programının kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Kanallara ayrıca jet girişinden itibaren D jet giriş çapı ölçüsündeki sabit bir uzaklıkta (N) 45o ve 90o açılı kanatçıklar eklenmiştir. Kanal yüksekliği 3D iken; akışkanların Re sayısı aralığı 5000-15000’ dir. Çalışmadan elde edilen sonuçların doğruluğu ve kabul edilebilirliği deneysel araştırmalar sonucu elde edilen eşitlik kullanılarak kanıtlanmıştır. Çalışmanın sonuçları, kanallardaki her bir model için ortalama Nu sayısının değişimleri olarak su ve nanoakışkanlar için kanatçıksız ve kanatçıklı durumlarda karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, CuO-Su nanoakışkanı için birleşik jet akışın hız ve sıcaklık konturu dağılımları farklı kanatçık açıları için sunulmuştur. Bununla birlikte, kanallardaki her üç desenli yüzeyin tümü için farklı Reynolds sayılarında performans değerlendirme sayıları (PEC) ve ortalama Nu sayısı (Num) ve yüzey sıcaklık değerleri (Tm) Re=5000 ve 15000 için analiz edilmiştir. Re=15000 için 90o kanatçıklı kanalda yamuk modelli yüzeyde sırasıyla Elmas-Su ve Bakır oksit-Su nanoakışkanları kullanılması durumları için kanatçıksız ve su akışkanı kullanılan kanallara göre Num sayısında %27,57 ve %26,11’ lik artışlar elde edilmiştir. Bunun yanı sıra, Re=15000 değerinde 90o açılı kanatçıklı kanallarda su akışkanı için PEC sayısı değerlerinin sırasıyla dairesel oyuklu ve yamuk modelli yüzeylerde Elmas-Su ve CuO-Su nanoakışkanlarına göre %1,1-%1,31 ve %0,82-%0,63 daha fazla oldukları tespit edilmiştir.

Keywords

Supporting Institution

Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (CÜBAP) birimi

Project Number

TEKNO-2021-031

Thanks

Bu çalışma Sivas Cumhuriyet Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri birimi tarafından desteklenmiştir (Proje no: TEKNO-2021-031).

References

  1. [1] K. Naga Ramesh, T. Karthikeya Sharma, G. Amba Prasad Rao, “Latest advancements in heat transfer enhancement in the micro‑channel heat sinks: a review,” Archives of Computational Methods in Engineering, vol. 28, pp. 3135-3165, 2021.
  2. [2] M. Kılıç, “Elektronik sistemlerin soğutulmasında nanoakışkanlar ve çarpan jetlerin müşterek etkisinin incelenmesi,” Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 18, s. 33 (3), ss. 121-132, 2018.
  3. [3] M. A. Teamah, M. M. Dawood, A. Shehata, “Numerical and experimental investigation of flow structure and behavior of nanofluids flow impingement on horizontal flat plate,” Experimental Thermal and Fluid Science, vol. 74, pp. 235-246, 2015.
  4. [4] M. Kılıc, A. Ullah, “Numerical investigation of effect of different parameter on heat transfer for a crossflow heat exchanger by using nanofluids,” Journal of Thermal Engineering, vol. 7, no. 14, pp. 1980-1989, 2021.
  5. [5] M. Kilic, T. Calisir, S. Baskaya, “Experimental and numerical investigation of vortex promoter effects on heat transfer from heated electronic components in a rectangular channel with an impinging jet,” Heat Transfer Research, vol. 48, no. 5, pp. 435-463, 2017.
  6. [6] M. Kılıc, A. Abdulvahitoglu, “Numerical investigation of heat transfer at a rectangular channel with combined effect of nanofluids and swirling jets in a vehicle radiator,” Thermal Science, vol. 23, no. 6A, pp. 3627-3637, 2019.
  7. [7] A. Dal, M. Kılıç, A. Ö. Akyüz, A. D. Tuncer, A. Gungor, “Effects of lubricant fluid with nanoparticle additive on the load capacity of a hydrostatic journal bearing,” El-Cezerî Journal of Science and Engineering, vol. 7, no. 2, pp. 753-762, 2020.
  8. [8] S. M. Öztürk, T. Demircan, “Numerical analysis of the effects of fin angle on flow and heat transfer characteristics for cooling an electronic component with impinging jet and cross-flow combination,” Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, vol. 37, no. 1, pp. 57-74, 2022.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

January 26, 2024

Submission Date

October 1, 2022

Acceptance Date

December 14, 2022

Published in Issue

Year 2024 Volume: 12 Number: 1

APA
Karabulut, K. (2024). Bakır Oksit-Su ve Elmas-Su Nanoakışkanlı Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Isı Transferi ve Akış Yapılarının Değerlendirilmesi. Duzce University Journal of Science and Technology, 12(1), 199-218. https://doi.org/10.29130/dubited.1183108
AMA
1.Karabulut K. Bakır Oksit-Su ve Elmas-Su Nanoakışkanlı Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Isı Transferi ve Akış Yapılarının Değerlendirilmesi. DUBİTED. 2024;12(1):199-218. doi:10.29130/dubited.1183108
Chicago
Karabulut, Koray. 2024. “Bakır Oksit-Su Ve Elmas-Su Nanoakışkanlı Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Isı Transferi Ve Akış Yapılarının Değerlendirilmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology 12 (1): 199-218. https://doi.org/10.29130/dubited.1183108.
EndNote
Karabulut K (January 1, 2024) Bakır Oksit-Su ve Elmas-Su Nanoakışkanlı Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Isı Transferi ve Akış Yapılarının Değerlendirilmesi. Duzce University Journal of Science and Technology 12 1 199–218.
IEEE
[1]K. Karabulut, “Bakır Oksit-Su ve Elmas-Su Nanoakışkanlı Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Isı Transferi ve Akış Yapılarının Değerlendirilmesi”, DUBİTED, vol. 12, no. 1, pp. 199–218, Jan. 2024, doi: 10.29130/dubited.1183108.
ISNAD
Karabulut, Koray. “Bakır Oksit-Su Ve Elmas-Su Nanoakışkanlı Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Isı Transferi Ve Akış Yapılarının Değerlendirilmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology 12/1 (January 1, 2024): 199-218. https://doi.org/10.29130/dubited.1183108.
JAMA
1.Karabulut K. Bakır Oksit-Su ve Elmas-Su Nanoakışkanlı Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Isı Transferi ve Akış Yapılarının Değerlendirilmesi. DUBİTED. 2024;12:199–218.
MLA
Karabulut, Koray. “Bakır Oksit-Su Ve Elmas-Su Nanoakışkanlı Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Isı Transferi Ve Akış Yapılarının Değerlendirilmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology, vol. 12, no. 1, Jan. 2024, pp. 199-18, doi:10.29130/dubited.1183108.
Vancouver
1.Koray Karabulut. Bakır Oksit-Su ve Elmas-Su Nanoakışkanlı Birleşik Jet Akışlı Kanallarda Isı Transferi ve Akış Yapılarının Değerlendirilmesi. DUBİTED. 2024 Jan. 1;12(1):199-218. doi:10.29130/dubited.1183108