Borularda dönen akışta yüksek viskoziteli nanoakışkanın ısı transferine etkisinin incelenmesi

Isı taşınım problemleri ile ilgili araştırmalar, ısı taşınım katsayısının belirlenmesi ve artırılması amacıyla yapılmaktadır ve bunların ısı transferi katsayısının artırılması amacına yönelik olanları ısı transferini iyileştirme olarak bilinmektedir. Bilinen klasik iyileştirme teknikleri üzerindeki çalışmalar on yıllar önce başlamış ve halen devam etmektedir. Akışkana nanoparçacık ilavesi ile ısı transferinin iyileştirilmesi daha yakın geçmişte başlamış ve yeni bir teknik olarak kabul edilmiştir. Bu tez, söz konusu olan bu iki tekniğin birlikte ele alındığı çalışmadır. Akışın döndürülmesi ve yağ akışkana Al2O3 parçacığı ilavesi sırasıyla klasik teknik ve nanoakışkanlaştırma olarak uygulanan işlemlerdir. Çalışmanın özgünlüğü, klasik bir iyileştirme tekniği ile nanoparçacık ilavesi uygulamasının üstünlüklerinden yararlanılmasıdır. Çalışma sayısal ve deneysel olarak yürütüldü ve sayısal çalışmada boru içerisinde dönmeli akış ve ısı transferi problemi ANSYS FLUENT yazılımı ile çözüldü. Çalışma kapsamında bazı geometrik büyüklükler, hidrodinamik değişkenler ve fiziksel özellikler parametre olarak seçildi. Çalışma bulguları, ısı transferindeki iyileşme ve basınç kaybındaki artışın akış döndürücü elamanın kanatçık geometrisine ve parçacık kütle oranına bağlı olduğunu göstermektedir. En uygun performans 4 kanatçıklı durumda, l* = 0,75r0 kanatçık boyu, 90o burulma açısında, sayısal olarak Re = 800, Pr =400 ve deneysel olarak ise Pe = 105) değerlerinde olduğu görüldü.