Nanoakışkanlar kullanarak farklı tip ısı değiştiricileri için entropi üretiminin minimizasyonu

Son yıllarda birçok mühendis ve araştırmacı ısı değiştiricilerin termal performansını iyileştirmeye çalışmışlardır. Isı değiştiricilerin verimlilikleri çeşitli teknolojiler kullanılarak iyileştirilebilir. Araştırmacılar son yıllarda, ısı değiştiricilerin performansını arttırmak, ısı alışverişi için gereken süreyi kısaltmak ve sistem performansını iyileştirmek için çaba göstermişlerdir. Kanatçıkların ısı değiştiricilerin ısı transferini arttırmasına rağmen, ağırlık ve boyuttaki artışa neden olmaları dezavantajlarından biridir. Akış şekli, sınır koşulları veya sıvının termal iletkenliğindeki değişikliklerin tümü, konveksiyon yoluyla ısı transferini pozitif olarak iyileştirmeye yardımcı olabilir. Sıvıların ısı iletim performanslarını geliştirmek için birçok strateji önerilmiştir. Nanoakışkan kullanımı bu stratejilerden bir tanesidir. Nanoakışkanlar, farklı uygulamalarda farklı ısı transfer potansiyellerine sahiptir. Bu çalışma, gövde borulu, plakalı ve eş merkezli ısı değiştiricileri performanslarını artırmak ve entropi oluşumunu azaltmak için, farklı hacim konsantrasyonlarında (%wt 0.1-0.2-0.3) 〖SiO〗_2/Su nanoakışkanları kullanmıştır. Her bir ısı değiştiricisi için deneysel parametreler kapsamında ısı transferi ve entropi üretimi minimizasyonu hesabı yapılmıştır. Çalışmada toplam ısı transfer katsayısı, etkenlik, birim transfer katsayısı ve entropi üretiimi hesaplanmıştır. Parametrelerin etki seviyelerini belirlemek için Yanıt Yüzey Yöntemi (YYY) kullanılmıştır. Sonuçlar, 〖SiO〗_2/Su nanoakışkanı kullanıldığı durumda suya göre; plakalı ısı değiştirici için %56.50, gövde borulu ısı değiştirici %51.70, eş merkezli ısı değiştirici için %39.32 oranınde entropinin azalabileceğini göstermiştir.