Bir ısı değiştiricisinde grafit-saf su nanoakışkan kullanımının ısıl performans üzerindeki etkisinin deneysel olarak incelenmesi

Bu çalışmada iç borusu helisel tip olan bir eş merkezli ve iç içe borulu ısı değiştiricide paralel ve zıt akış şartlarında ısı transferini iyileştirmek amacıyla nanoakışkan kullanımının ısı transferine olan etkisi incelenmiştir. Temel sıvıya nano partikül eklenerek elde edilen nanoakışkanın ısıl performansa etkisi deneysel olarak araştıırlmıştır. Yapılan çalışmada soğuk akışkan olarak su kullanılmıştır. Sıcak akışkan olarak sırasıyla su ve grafit/su nanoakışkanı kullanılmıştır. Sıcak akışkan sabit debi ve sabit sıcaklıkta sisteme gönderilmiştir. Sıcak akışkanın soğuk akışkana debisel oranı 1, 0.75, 0.5 ve 0.25 olarak alınmış ve soğuk akışkan 3, 4, 6 ve 12 l/dk debilerde sisteme gönderilmiştir. Çalışmada sıcak su debisi 3 l/dk, giriş sıcaklığı 55 °C değerinde sabit alınmıştır. Deney oda sıcaklığında yapılmıştır. Suyla yapılan deneyde akışkan 3 l/dk debide iken paralel akış şartlarında Reynolds sayısı 11215.29 olarak hesaplanmış ve akışın türbülanslı olduğu görülmüştür. Nanoakışkanlar ile yapılan çalışmalarda literatürde genelde türbülanslı akış tercih edilmiştir. Bu çalışmada da akışın türbülanslı olması sağlanmıştır. Saf su ve nanoakışkan ile yapılan deneylerden elde edilen veriler kullanılarak hesaplamalar yapılmış ve karşılaştırılmıştır. Tüm deneyde sistem kararlı hale geldikten sonra veriler alınmıştır. Deney sonucunda temel sıvıya eklenen partiküllerin ısı transferini arttırdığı gözlemlenmiştir. Saf su ile karşılaştırıldığında grafit/saf su nanoakışkanı kullanımının ısı transferini oldukça arttırdığı belirlenmiştir. Deneyde grafit/saf su nanoakışkanı temel sıvıdan daha iyi bir performans göstermiştir. Yapılan çalışmada en iyi sonuçlar 3 l/dk sıcak akışkan debisinde zıt akış şartlarında %23.053'lük iyileştirme oranı tespit edilmiştir. Isı transfer hızında ise grafit/saf su nanoakışkanı kullanımıyla paralel akış şartlarında %11.657, zıt akış şartlarında ise %13.498'lik iyileşme görülmüştür.