Nanoakışkanlı düzlemsel güneş kollektörlerinde ısı transferinin sayısal analizi

Akışkan olarak su bazlı nanoakışkanların kullanıldığı tipik bir düzlemsel güneş kollektöründe ısı transferinin sayısal analizi yapılmıştır. % 1 ve % 5 hacimsel oranlarında Al2O3 ile Cu nanopartiküllerini içeren su bazlı nanoakışkanların ısı transferi üzerine etkileri incelenmiştir. Farklı ısı akıları, farklı Reynolds sayıları ve farklı kollektör açıları için analizler yapılmıştır. Düzlemsel güneş kollektörünün geometrisi basitleştirilmiştir ve akışkan taşıyan bir boru ile bir yutucu plakanın simetrisi matematiksel olarak modellenmiştir. Matematiksel modelimiz geçmişte yapılan benzer çalışmalar ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Uygun ağ yapısını belirleyebilmek için ağ analizi yapılmıştır. Sayısal çözümler FLUENT programı aracılığıyla sonlu hacimler metodu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde akışkan ile çevresi arasındaki ısı transferi iki farklı taşınım durumu için incelenmiştir. Bunlardan birisi karışık taşınım diğeri de zorlanmış taşınımdır. Karışık taşınım da zorlanmış taşınım ve doğal taşınım etkileri birlikte görülmektedir. Nanoakışkanlar su ile karşılaştırıldığında ısı transferinde yaklaşık % 1 ile % 8 arasında değişen artışlar görülmüştür. Doğal taşınımın etkilerini görebilmek için karışık taşınım ile zorlanmış taşınım sonuçları karşılaştırılmıştır. Doğal taşınım etkilerinin ihmal edilemeyecek kadar önemli olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Düzlemsel Güneş Kollektörü, Nanoakışkan, Sonlu Hacimler Metodu, Karışık Taşınım, Zorlanmış Taşınım, Doğal Taşınım Etkileri