Dalgalı trapez plakalı ısı eşanjörü içindeki nanoakışkanların akış ve ısı transfer karakteristiklerinin incelenmesi
Öz
Bu çalışmada, dalgalı trapez şeklindeki plakalı ısı eşanjör içindeki su bazlı nanoakışkanın tam gelişmiş türbülanslı akış ve ısı transferi davranışları sayısal olarak incelenmiştir. Analizlerde sabit ısı akısı altında (6kW/m2), farklı hacim oranlarında (f=%0-%4) ve çapı d=20nm olan SiO2 nanopartiküllerin etkileri incelenmiştir. Trapez şeklindeki kanalın geometrik parametreleri; trapezin yüksekliği e=5 mm, trapezin vida adım uzunluğu Pe=12 mm, trapezin genişliği w=3mm olarak ele alınmıştır. Yönetici denklemler Ansys Fluent programı ile çözülmüştür.
Çalışmada SiO2 nanoakışkanının ısı ve akış alanları üzerindeki etkileri incelenmiş olup, ısı transferi nanopartikül hacim oranıyla birlikte artmaktadır. Zorlanmış bir konveksiyonda baz akışkan olarak su kullanılması ile nanoakışkan kullanılması kıyaslandığında, nanoakışkanın 20 nm çapında, % 4 nanopartikül hacimsel oranında, Reynolds sayısı 20000 için ortalama Nusselt sayısında % 18'lik bir artış olmaktadır,ancak basınç düşümü 2.5 katı artmaktadır.Nanoakışkanın ısı transferini iyileştirmesine karşılık basınç düşümündeki artış,kabul edilebilir değer aralığındadır. Nanoakışkanların trapez kanalda kullanımıyla sistemlerin termal performansı artmakta ve daha kompakt ısı eşanjörlerin gelişimine katkı sağlamaktadır.
Anahtar Kelimeler
References
- A.M. Abed, M.A. Alghoul, K. Sopian, H.A. Mohammed, Hasan sh. Majdi, Ali Najah Al-Shamani, Design characteristics of corrugated trapezoidal plate heat exchangers using nanofluids, Chemical Engineering and Processing 87, 88 – 103, 2015.
- A.K. Tiwari, P. Ghosh, J. Sarkar, H. Dahiya, J. Parekh, Numerical investigation of heat transfer and fluid flow in plate heat exchanger using nanofluids, Int. J. Therm. Sci. 85, 93 – 103, 2014.
- Choi, S.U.S., Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles, Develop. Appl. Non Newtonian Flows, 99 – 106, 1995.
- G. Tanda, Heat transfer in rectangular channels with transverse and V-shaped broken ribs, Int. J. Heat Mass Transfer 47, 229 – 243, 2007.
- H.G. Kwon, S.D. Hwang, H.H. Cho, Flow and heat/mass transfer in a wavy duct with various corrugation angles in two dimensional flow regimes, Heat Mass Transfer 45, 157 – 165, 2008.
- H. Heidary, M. Kermani, Effect of nano-particles on forced convection in sinusoidal-wall channel, Int. Commun. Heat Mass Transfer 37, 1520 – 1527, 2010.
- H. Heidary, M. Kermani, Heat transfer enhancement in a channel with block (s) effect and utilizing nano-fluid, Int. J. Therm. Sci. 57, 163 – 171, 2012.
- H. Mohammed, A.M. Abed, M.Wahid, The effects of geometrical parameters of a corrugated channel with in out-of-phase arrangement, Int. Commun. Heat Mass Transfer 40, 47 – 57, 2013.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
-
Journal Section
Conference Paper
Publication Date
September 29, 2019
Submission Date
June 14, 2018
Acceptance Date
November 12, 2018
Published in Issue
Year 2019 Volume: 10 Number: 3
Cited By
Prototype Design of Solar Collector Hybrid Heating System and Testing of Triethylene Glycol Nanofluid
Türk Doğa ve Fen Dergisi
https://doi.org/10.46810/tdfd.1184478Bir süt fabrikasında süt tozu üretimi proses ihtiyacı için ısı eşanjörü tasarımı ve HAD analizi
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi
https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1038048