KÜRESEL YÜZEYLER ETRAFINDA NANO AKIŞKANLARDA HAVUZ KAYNAMA ISI TRANSFERİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ
Öz
Bu çalışmada, atmosfer basıncı altında ve doyma şartlarında nano akışkanlarla su verilerek soğutulan yüksek sıcaklıktaki küresel yüzeyler etrafında havuz kaynama ısı transferi deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde %0,01, %0,05 ve %0,1 olmak üzere üç farklı hacimsel konsantrasyonda saf su esaslı silika, alümina, titania ve bakır oksit nano akışkanları kullanılmıştır. Bronz malzemeden yapılmış küresel test numunesi yüksek sıcaklıklara kadar ısıtıldıktan sonra, doymuş şartlardaki nano akışkan süspansiyonlarına aniden daldırmıştır. Numuneye ait sıcaklık-zaman verileri ile soğuma eğrileri çizilmiş ve kaynama eğrileri elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar, test numunesinin soğuma performansının nano akışkan tipine ve konsantrasyonuna bağlı olarak değiştiğini göstermiştir. İlk su verme testlerinde saf suya yakın değerler elde edilmesine rağmen, nano akışkanlarda tekrarlı testler ile soğuma süresinin önemli ölçüde kısaldığı görülmüştür. Bu etki nano partikül konsantrasyonuyla artmıştır. Özellikle silika nano akışkanı için tekrarlı su verme testleri ile film kaynama kaybolmuş ve kritik ısı akısı önemli derecede artmıştır. Deneysel sonuçlar, ayrıca, çekirdek havuz kaynama ısı transferinde tüm nano akışkanlar için önemli bir değişimin olmadığını göstermiştir. Sonuç olarak, nano akışkanlar ile su verme testleri sonrasında, test yüzeyi üzerinde biriken nano partiküllerin yüzeyin ıslatabilirliğini artırdığı ve böylece kritik ısı akısında artışa neden olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Choi, S.U.S., “Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles”, in: D.A. Siginer, H.P. Wang (Eds.), Developments and Applications of Non-Newtonian Flows, FED-vol. 231/MD-vol. 66, ASME, New York, 99-105, 1995.
- Kim, H., DeWitt, G., McKrell, T., Buongiorno, J. ve Hu, L.W., “On the quenching of steel and zircaloy spheres in water-based nanofluids with alumina, silica and diamond nanoparticles”, International Journal of Multiphase Flow, Cilt 35, 427-438, 2009.
- Kim, H., Buongiorno, J., Hu, L.W. ve McKrell, T., 2010. Nanoparticle deposition effects on the minimum heat flux point and quench front speed during quenching in water-based alumina nanofluids, International Journal of Heat and Mass Transfer, Cilt 53, 1542-1553.
- Park, H.S., Shiferaw, D., Sehgal, B.R., Kim, D.K. ve Muhammed, M., “Film boiling heat transfer on a high temperature sphere in nanofluid”, In: Proceedings of ASME HT/FED 2004, Cilt 4, 469-476, 2004.
- Lotfi, H. ve Shafii, M.B., “Boiling heat transfer on a high temperature silver sphere in nanofluid”, International Journal of Thermal Sciences, Cilt 48, No 12, 2215-2220, 2009.
- Ciloglu, D. ve Bolukbasi, A., “The quenching behavior of aqueous nanofluids around rods with high temperature”, Nuclear Engineering and Design, Cilt 241, No 7, 2519-2527, 2011.
- Habibi, K.H., Saboonchi, A. ve Shafii, M.B., “The quenching of silver rod in boiling carbon nano tube-water nanofluid”, International Journal of Thermal Sciences, Cilt 75, 95-104, 2014.
- Jeschar, R., Spect, E. ve Heidt, V., “An analytical model for free convection film boiling on immersed solids”, Chem. Eng. and Proc., Cilt 31, 137-146, 1992.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Mühendislik
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
30 Eylül 2015
Gönderilme Tarihi
30 Eylül 2015
Kabul Tarihi
-
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2015 Cilt: 30 Sayı: 3