Cu-su nanoakışkanlı çarpan jet kullanılarak kısmen elastik ve eliptik bir yüzeyin manyetik alan etkisi altında soğutulması

Bu tez çalışmasında, Cu-su nanoakışkanlı çarpan jetlerde kısmen elastik ve eğri yüzeyin ısı transferi ve akış yapısı manyetik alan etkisi altında sayısal olarak incelenmiştir. Isı ve kütle transferini arttırarak etkin bir şekilde ısıtma, soğutma veya kurutma gibi işlemler yapabilmek için çeşitli ısı transferi arttırma yöntemlerinden biri olan çarpan jetler günümüzde giderek önem kazanmaktadır. Çarpan jetlerde ısı transferini iyileştirmek için baz akışkanlara göre daha yüksek termal ve elektriksel iletkenliğe sahip metal veya metal oksit nanopartiküller içeren nanoakışkanlar birçok araştırmaya konu olmuştur. Bu çalışmada 0, 0.03 ve 0.05 hacim fraksiyonunda (φ) nanopartikül içeren Cu-su nanoakışkanına, manyetik alan şiddetinin bir göstergesi olan Hartmann sayısının (Ha) 0, 2, 5, 10 ve 20 değerlerinde harici manyetik alan etkisinin akış ve ısı transferi üzerine etkileri incelenmiştir. Çalışmada, gerçek hayat ve mühendislik uygulamalarında sıklıkla karşılaşılan eğriliğin etkisi (eğri yüzeyin yarı eksenlerinin oranı olan a/b=2/3' ün 1/4'ü, 1/2'si ve 3/4'ü olacak şekilde) incelenmiştir. Malzemelerin farklı elastisite modüllerinin olduğu göz önünde bulundurularak, çalışmada 104, 105, 106, 108, 109 elastisite modüllerine sahip değerlerde analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmadaki hesaplamalar COMSOL paket programında sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Analiz sonuçları akış, eş sıcaklık eğrileriyle gösterilmiş olup ayrıca ısı transferi değerleri de Nusselt sayıları ile ifade edilmiştir. Sonuçlar nanopartikül hacim fraksiyonun artmasıyla birlikte ısı transferini önemli ölçüde iyileştirdiğini göstermiştir. Eğrilik etkisi dört farklı model için karşılaştırılmıştır. Modeller arasında tam eğriliğin diğer modellerden daha verimli sonuçlar verdiği belirlenmiştir. Bu etki yüksek Reynolds sayıları için daha belirgin hale gelmektedir. Manyetik alanın eğri yüzey ve diğer yüzeylerde ısı transferini arttırıcı etkisi gözlenmiştir. Bu artış Hartmann sayısının yüksek değerleri için akışı sönümleme eğilimindedir. Elastisite modülünün artmasıyla birlikte Nusselt sayısında da artış belirlenmiştir.