ALİMÜNA İÇEREN NANOAKIŞKAN KULLANILARAK ISI BORULARININ PERFORMANSLARININ İYİLEŞTİRİLMESİ

Yıl 2015, Cilt: 30 Sayı: 4, 0 - 0, 25.12.2015

Mutlu Tarık Çakır

https://doi.org/10.17341/gummfd.47615

Öz

Bu çalışmada, termosifon ısı borusunda çalışma akışkanı olarak içerisinde hacimsel olarak %2 Al₂O₃ (Alimüna) nano partiküller bulunan nanoakışkan kullanılarak ısıl performansın arttırılması amaçlanmıştır. Bu amaç için 13 mm çapında, 1m uzunluğunda bakır borudan yapılmış ısı borusu deney düzeneği hazırlanmıştır. Evaporatör bölgesi 40 cm uzunluğunda olup ısı kaynağı olarak elektrikli spiral bir ısıtıcı sarılarak dış bölgesi tamamen yalıtılmıştır. 20 cm adyabatik bölge ve diğer 40 cm kondenser bölgesidir. Kondenser etrafında ısının alınması için sürekli akışlı su soğutmalı bir paralel akışlı ısı değiştirici  kullanılmıştır. Evaporatör ve kondenser bölgesine yerleştirilen dört bölgeden sıcaklık ölçümleri yapılmıştır. Deneyler kondenser bölümünde asının ısı borusundan alınabilmesi için 3 farklı kütlesel debi kullanılmış, evaporatör kısmında ise ısı 3 farklı güç girişi ile ısı sağlanmış ve ısı borusunun 2 farklı eğim açısı için deneyler yapılmıştır. Çalışma akışkanının ısı borusu performansı üzerindeki etkileri deneysel olarak belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Isı borusu, nanoakışkan

Kaynakça

• “Isı Borusu İle CPU Soğutulması”, Atatürk Üniversitesi Meslek Seçmeli II Dönem Projesi, (2011).
• Seven, M., Isı Borusunun Yalıtılmış Bölgesindeki Akının Analitik Olarak İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Enerji Enstitüsü, İstanbul, 2007.
• Genceli, O.F., “Isı Borusu”, İ.T.Ü. Makine Fakültesi Isı Tekniği ve Ekonomisi Araştırma Enstitüsü Bülteni, 1-29, (1976).
• Huminic, G., Huminic, A., Morjan, I., Dumitrache, F., “Experimental study of the thermal performance of thermosyphon heat pipe using iron oxide nanoparticles”, International Journal Of Heat And Mass Transfer , Cilt 54, No 1, 656-661, 2011.
• Şahin, B., Çomaklı, K., Çomaklı, Ö., Yılmaz, M., Karslı, S., Özyurt, Ö., Karagöz, Ş., Kaya, M., “Nanokışkanların Isı Transferi ve Akış Karakteristiklerinin İncelenmesi”, Tübitak, Proje No: 105M292, (2010).
• Sureshkumar, R., Mohideen, S., T., Nethaji, N., “Heat transfer characteristics of nanofluids in heat pipes: Areview”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Cilt 20, 397-410, 2013.
• Choi, J.A., “Eastman, Enhancing thermal conductivity of fluids with nanoparticles, in: D.A. Siginer, H.P. Wang (Eds.)”, Developments and Applications of Non-Newtonian Flows, ASME, 99–105, (1995).
• Zhen, H.L., Yuan, Y.L., “A New Frontier of Nanofluid Research – Application of Nanofluids in Heat Pipes”, Intenational Journal of Heat and Mass Transfer, Cilt 55, 6786-6797, 2012.
• Chien, H.T., Tsai, C.Y., Chen, P.H., Chen, P.Y., “Improvement on thermal performance of a disk-shaped miniature heat pipe with nanofluid”, Proceedings of the Fifth International Conference on Electronic Packaging Technology, IEEE,389–391, 2003.
• Wei, W.C., Tsai, S.H., Yang, S.Y., Kang, S.W., “Effect of nano-fluid concentration on heat pipe thermal performance”, IASME Trans. 2 1432–1439, 2005.
• Kang, S.W., Wei, W.C., Tsai, S.H., Yang, S.Y., “Experimental investigation of silver nano-fluid on heat pipe thermal performance”, Appl. Thermal Eng. Cilt 26 2377–2382, 2006.
• Liu, Z.H., Lu, L., “Thermal performance of axially microgrooved heat pipe using carbon nanotube suspensions”, J. Thermophys Heat Transfer, Cilt 23, 170–175, 2009.
• Yang, X.F., Liu, Z.H., Zhao, J., “Heat transfer performance of a horizontal microgrooved heat pipe using CuO nanofluid”, J. Micromech Microeng. Cilt 18, 2008.
• Tsai, C.Y., Chien, H.T. , Ding, P.P., Chan, B., Luh, T.Y., Chen, P.H., “Effect of structural character of gold nanoparticles in nanofluid on heat pipe thermal performance”, Mater. Lett. Cilt 58 ,1461–1465, 2004.
• Liu, Z.H., Shu, T., “Application of nanofluids in thermal performance enhancement of horizontal screen heat pipe”, J. Aerospace Power, Cilt 23,1623–1627, 2008.
• Chen, Y.T., Wei, W.C., Kang, S.W., Yu, C.S., “Effect of nanofluids on flat heat pipe thermal performance”, Proceedings of the 24th IEEE Semiconductor Thermal
• Measurement and Management Symposium, IEEE, 16–20, 2008.
• Kang, S.W., Wei,W.C., Tsai, S.H., Huang, C.C., “Experimental investigation of
• nanofluids on sintered heat pipe thermal performance”, Appl. Thermal Eng. , Cilt29 , 973–979, 2009.
• Shang, F.M., Liu, D.Y., Xian, H.Z., Yang, Y.P., Du, X.Z., “Flow and heat transfer characteristics of cifferent forms of nanometer particles in oscillating heat pipe”, J. Chem. Indust. Cilt 58, 2200–2204, 2007.
• Qu, J., Wu, H.Y., Cheng, P., “Thermal performance of an oscillating heat pipe with Al2O3–water nanofluids”, Int Commun Heat Mass Transfer, Cilt 37, 111–115, 2010.
• Xue, H., Fan, J., Hu, Y., Hong, R., Cen, K., “The interface effect of carbon nanotube suspension on the thermal performance of a two-phase closed thermosyphon”, J. Appl. Phys, Cilt 100, 2006.
• Liu, Z.H., Yang, X.F., Guo, G.L., “Effect of nanoparticles in nanofluid on thermal performance in a miniature thermosyphon”, J. Appl. Phys. , Cilt 102 ,2007 .
• Liu, Z.H., Yang, X.F., Wang, G.S., Guo, G.L., “Influence of carbon nanotube
• suspension on the thermal performance of a miniature thermosyphon”, Int. J.
• Heat Mass Transfer, Cilt 53 , 1914–1920, 2010.
• Khandekar, S., Joshi, Y., Mehta, B., “Thermal performance of closed two-phase
• thermosyphon using nanofluids”, Int. J. Thermal Sci., Cilt 47, 659–667,2008.
• Naphon, P., Assadamongkol, P., Borirak, T., “Experimental investigation of
• titanium nanofluids on the heat pipe thermal efficiency”, Int. Commun. Heat
• Mass Transfer, Cilt 35, 1316–1319, 2008.
• Noie, S.H., Heris, S.Z., Kahani, M., Nowee, S.M. “Heat transfer enhancement using Al2O3/water nanofluid in a two-phase closed thermosyphon”, Int. J. Heat Fluid Flow ,Cilt 30,700–709, 2009.
• Çıkın, A., “Isı boruları”, Yüksek Lisans Tezi, İ.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 1988.
• Alt, N.,” Tek Kanallı Isı Borusu İle Çok Kanallı Isı Borusu Verimlerinin
• Karşılaştırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 2010.
• Yüksel, T., “Sogutucu Akıskanların Kullanıldıgı Isı Borulu Günes Kolektörünün Kullanabilirliginin Deneysel Ve Teorik Olarak Arastırılması”, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Diyarbakır ,1998.
• Ong, K.S., Haider-E- Alahi, M., “Performance of a R-134A filled thermosyphon”, Applied Thermal Engineering, Cilt 23, 2373-2381, 2003.
• Feldman, K.T. and Whiting, G.H., “Applications of the Heat Pipe”,
• Mechanical Engineering, Cilt 90, 48-53, 1968.
• Touloukian Y. S., Powell R. W., Ho C. Y., and Klemens, P. G., “Thermophysical Properties of Matter”, Plenum Press, New York ,Cilt 2, 1970.
• Choi, S. U. S., Zhang Z. G., Yu, W., Lockwood, F. E. and Grulke, E. A., “Anomalously Thermal Conductivity Enhancement in Nanotube Suspensions”. Applied Physics Letters, Cilt 79, 2252-2254, 2001.
• Wang X., Mujumdar A.S., “Heat Transfer Characteristics of Nanofluids: A Review”, International Journal of Thermal Sciences, Cilt 46, 1–19, 2007.
• Xuan Y., Li Q., “Heat Transfer Enhancement of Nanofluids”, International Journal of Heat and Fluid Flow, Cilt 21/1, 58–64, 2000.
• XuanY., Li Q., Hu W., “Aggregation Structure and Thermal Conductivity of Nanofluids”, AIChE Journal, Cilt 49/4, 1038 – 1043, 2003.