Araştırma Makalesi

NANOAKIŞKANLARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİLERİ: MİNİ KANALLI GÖVDE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİDE SOĞUYAN NANOAKIŞKANLARIN DENEYSEL PERFORMANS İNCELEMESİ

Cilt: 44 Sayı: 2 1 Kasım 2024
PDF İndir
TR EN

NANOAKIŞKANLARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİLERİ: MİNİ KANALLI GÖVDE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİDE SOĞUYAN NANOAKIŞKANLARIN DENEYSEL PERFORMANS İNCELEMESİ

Öz

Endüstriyel mühendislik uygulamalarında kullanılan ısıl sistemlerde enerji verimliliği, işletme maliyetlerini etkileyen önemli konu başlıklarındandır. Isıl sistemlerin enerji verimliliğini; seçilen aracı akışkanların termo-fiziksel özelikleri ile sistemin geometrik, ısıl ve hidrodinamik tasarım değişkenleri etkilemektedir. Nanoakışkanlar, ısıl sistemlerde taşınımla ısı geçişinin iyileştirilmesi amacıyla konvansiyonel saf taşıyıcı sıvıların (KSTS) yerine önerilmektedir. Ancak, nanoakışkanların genel enerji verimliliğine etkileri, KSTSlarla karşılaştırmalı olarak yeterince tartışılmamıştır. Bu çalışmada, mini kanallı borularla üretilen prototip gövde borulu bir ısı değiştiricide, boru tarafında soğuyan Al2O3-su nanoakışkanlarının enerji verimliliğine etkileri deneysel incelenmiştir. Üç farklı hacimsel oranda (%0.2, %0.4 ve %0.8) hazırlanan nanoakışkanların, KSTS suya göre enerji verimliliğine etkileri iki farklı ölçütle (Performans Değerlendirme Ölçütü-PDÖ ve Verimlilik Değerlendirme Ölçütü-VDÖ) değerlendirilmiştir. Ayrıca sunulan çalışmaya benzer şekilde; literatürde yayımlanan, levhalı ısı değiştiricilerde (LID) ve gövde borulu ısı değiştiricilerde (GBID) nanoakışkanların kullanıldığı deneysel çalışmaların verileriyle, PDÖ ve VDÖ hesaplanarak, KSTSların ve nanoakışkanların enerji verimliliğine etkileri karşılaştırılmıştır. Literatürdeki deneysel verilerle hesaplanan enerji verimliliği sonuçları, sunulan çalışmanın deneysel enerji verimliliği sonuçlarıyla karşılaştırılarak tartışılmıştır. Sunulan çalışmadaki %0.2, %0.4 ve %0.8 hacimsel oranlı Al2O3-su nanoakışkanlarının PDÖlerinin ortalaması KSTS suya göre sırasıyla -%38, -%27.1 ve -%38.1 daha düşük iken, VDÖlerinin ortalaması da sırasıyla 0.62, 0.73 ve 0.61’dir. PDÖ ve VDÖ sonuçları, KSTSların enerji verimliliği bakımından, nanoakışkanlara göre daha üstün olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak; nanoakışkanların enerji maliyetleri bakımından, endüstriyel tesislerin ısıl sistemlerinde KSTSların yerine kullanılmasının uygun olmadığı elde edilmiştir. Ancak nanoakışanlar, düşük enerji verimliliği ve diğer dezavantajlarının önemsiz olduğu, yüksek ısı akısı (taşınım katsayısı) istenen, özel amaçlı ısıl sistemlerde, gerekli tüm önlemler alınarak ve çözümler uygulanarak kullanılabilir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Albadr J., Tayal S. and Alasadi M., 2013, Heat transfer through heat exchanger using Al2O3 nanofluid at different concentrations, Case Studies in Thermal Engineering, 1(1), 38–44.
  2. Anoop K. B., Kabelac S., Sundararajan T. and Das, S. K., 2009, Rheological and flow characteristics of nanofluids: Influence of electroviscous effects and particle agglomeration, Journal of Applied Physics, 106(3), 034909.
  3. Barzegarian R., Aloueyan A. and Yousefi, T., 2017, Thermal performance augmentation using water based Al2O3-gamma nanofluid in a horizontal shell and tube heat exchanger under forced circulation, International Communications in Heat and Mass Transfer, 86, 52–59.
  4. Bianco V., Manca O. and Nardini, S., 2011, Numerical investigation on nanofluids turbulent convection heat transfer inside a circular tube, International Journal of Thermal Sciences, 50(3), 341–349.
  5. Chand R., 2017, Nanofluid Technologies and Thermal Convection Techniques, IGI Global, USA.
  6. Choi S. U. S., 2009, Nanofluids: From Vision to Reality Through Research, Journal of Heat Transfer, 131(3): 03310.
  7. Das S. K., Choi S. U. S. and Patel, H. E., 2006, Heat Transfer in Nanofluids-A Review, Heat Transfer Engineering, 27(10), 3–19.
  8. Das S. K., Choi S. U. S., Yu W. and Pradeep T., 2007, Nanofluids, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mikroakışkanlar ve Nanoakışkanlar

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

1 Kasım 2024

Gönderilme Tarihi

9 Nisan 2023

Kabul Tarihi

28 Haziran 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 44 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Ünverdi, M., Küçük, H., & Yılmaz, M. S. (2024). NANOAKIŞKANLARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİLERİ: MİNİ KANALLI GÖVDE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİDE SOĞUYAN NANOAKIŞKANLARIN DENEYSEL PERFORMANS İNCELEMESİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 44(2), 259-279. https://doi.org/10.47480/isibted.1563032
AMA
1.Ünverdi M, Küçük H, Yılmaz MS. NANOAKIŞKANLARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİLERİ: MİNİ KANALLI GÖVDE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİDE SOĞUYAN NANOAKIŞKANLARIN DENEYSEL PERFORMANS İNCELEMESİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi. 2024;44(2):259-279. doi:10.47480/isibted.1563032
Chicago
Ünverdi, Murat, Hasan Küçük, ve Mehmet Senan Yılmaz. 2024. “NANOAKIŞKANLARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİLERİ: MİNİ KANALLI GÖVDE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİDE SOĞUYAN NANOAKIŞKANLARIN DENEYSEL PERFORMANS İNCELEMESİ”. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi 44 (2): 259-79. https://doi.org/10.47480/isibted.1563032.
EndNote
Ünverdi M, Küçük H, Yılmaz MS (01 Kasım 2024) NANOAKIŞKANLARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİLERİ: MİNİ KANALLI GÖVDE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİDE SOĞUYAN NANOAKIŞKANLARIN DENEYSEL PERFORMANS İNCELEMESİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi 44 2 259–279.
IEEE
[1]M. Ünverdi, H. Küçük, ve M. S. Yılmaz, “NANOAKIŞKANLARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİLERİ: MİNİ KANALLI GÖVDE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİDE SOĞUYAN NANOAKIŞKANLARIN DENEYSEL PERFORMANS İNCELEMESİ”, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, c. 44, sy 2, ss. 259–279, Kas. 2024, doi: 10.47480/isibted.1563032.
ISNAD
Ünverdi, Murat - Küçük, Hasan - Yılmaz, Mehmet Senan. “NANOAKIŞKANLARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİLERİ: MİNİ KANALLI GÖVDE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİDE SOĞUYAN NANOAKIŞKANLARIN DENEYSEL PERFORMANS İNCELEMESİ”. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi 44/2 (01 Kasım 2024): 259-279. https://doi.org/10.47480/isibted.1563032.
JAMA
1.Ünverdi M, Küçük H, Yılmaz MS. NANOAKIŞKANLARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİLERİ: MİNİ KANALLI GÖVDE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİDE SOĞUYAN NANOAKIŞKANLARIN DENEYSEL PERFORMANS İNCELEMESİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi. 2024;44:259–279.
MLA
Ünverdi, Murat, vd. “NANOAKIŞKANLARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİLERİ: MİNİ KANALLI GÖVDE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİDE SOĞUYAN NANOAKIŞKANLARIN DENEYSEL PERFORMANS İNCELEMESİ”. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, c. 44, sy 2, Kasım 2024, ss. 259-7, doi:10.47480/isibted.1563032.
Vancouver
1.Murat Ünverdi, Hasan Küçük, Mehmet Senan Yılmaz. NANOAKIŞKANLARIN ENERJİ VERİMLİLİĞİNE ETKİLERİ: MİNİ KANALLI GÖVDE BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİDE SOĞUYAN NANOAKIŞKANLARIN DENEYSEL PERFORMANS İNCELEMESİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi. 01 Kasım 2024;44(2):259-7. doi:10.47480/isibted.1563032

Cited By