Nanoakışkan İçeren Kısmi Bölmeli Bir Kapalı Ortamda Doğal Konveksiyonla Isı Transferi

Abstract

Bu çalışmada kısmi bölmeli bir kapalı ortamda su-bazlı nanoakışkanların doğal konveksiyonla ısı transferi incelenmiştir. Yönetici denklemler bölme yerinin 0.2, 0.4, 0.6 ve 0.8 değerleri, bölme uzunluğunun 0.25, 0.50, 0.75 ve 1 değerleri, katı hacim fraksiyonunun %0 ile %10 arasındaki değerleri ve Rayleigh sayısının 104 ile 106 arasındaki değerleri için çözülmüştür. Üç farklı nanopartikül Cu, CuO ve Al2O3 göz önüne alınmıştır. Nanotabaka kalınlığının orjinal parçacık yarıçapına oranı 0.1 olarak alınmıştır. Sonuçlar ısı transferinin artan bölme uzunluğu ile önemli mertebelerde düştüğünü göstermektedir. Ayrıca, bölme sıcak duvardan uzaklaştıkça küçük Rayleigh sayıları için ortalama Nusselt sayısında önce bir azalma sonra bir artış; büyük Rayleigh sayıları için ise önce bir artış sonra bir azalma gözlemlenmektedir. Sonuçlar ayrıca nanopartikül kullanımının ısı transferini önemli miktarlarda arttırdığını göstermektedir. En büyük artış Cu anoppartikül n en küçük artış ise Al2O3 nanopartikül için söz konusu olmaktadır. Nanopartikü kullanımı Ra=104 için %35e, Ra=105 için %32ye, Ra=106 için %25e kadar artışlara sebep olmaktadır. Sonular ayrıca ortalama Nusselt sayısının katı hacim fraksiyonu ile lineeer arttığını göstermektedir

Keywords

• Doğal konveksiyon, Nanoakışkan, Kapalı ortam, PDQ, Girdap, Akım fonksiyonu

Natural Convection Heat Transfer of Nanofluids in a Partially Divided Enclosure

Abstract

In this study, natural convection heat transfer of water-based nanofluids in a partially divided enclosure is investigated. Governing equations are solved for partition locations of 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8, partition lengths of 0.25, 0.50, 0.75 and 1, solid volume fractions ranging from 0-10%, and Rayleigh numbers varying from 104 to 106. Three different nanoparticles, Cu, CuO, and Al2O3, are taken into consideration, and the ratio of the nanolayer thickness to the original particle radius is taken at a fixed value of 0.1. The results show that heat transfer decreases considerably with increasing partition height. Furthermore, as the distance of the partition from the hot wall increases, an initial decrease and subsequent increase is observed in the average Nusselt number for low Rayleigh numbers, and an initial increase and subsequent decrease is observed for high Rayleigh numbers. The results also reveal that heat transfer increases considerably when nanoparticles are used and that the largest and smallest increase are obtained for Cu and Al2O3 nanoparticles, respectively. Nanoparticle usage results in an increase in the average Nusselt number up to 35% for Ra=104, up to 32% for Ra=10, and up to 25% for Ra=106. The results also indicate that the average Nusselt number increases almost linearly with solid volume fraction

Keywords

• Natural convection, Nanofluid, Enclosure, PDQ, Vorticity, Stream function