Gelişmekte olan bir boru akışında nanoakışkan ve engel kullanımının ısı transferine etkisinin sayısal incelenmesi

Yapılan çalışmada günümüzde yaygın olarak kullanılan nano akışkanların bir boru içerisindeki akış ve ısı transferi karakteristikleri incelenmiştir. Bu amaçla 5 mm çapında ve 30 mm uzunluğunda dairesel kesitli bir boruda gelişmekte olan akış koşulları altında sayısal çalışma yapılmıştır. Boru üst duvarından sabit bir ısı akısı ile ısıtılmıştır. İş akışkanı olarak kullanılan nano akışkanı oluşturan baz akışkan için su veya eşit oranlarda etilen-glikol-su karışımı kullanılmıştır. Nano parçacık olarak % 4'e varan hacimsel karışım oranlarında Al2O3, TiO2, MgO ve CuO kullanılmıştır. Aynı zamanda nano akışkanların ısı transferine etkisinin araştırılması için boru içerisine yarım daire geometrisinde tekli ve çoklu engeller konulmuştur. Baz akışkanların ve nano akışkanların termofiziksel özelliklerindeki farklılıklar karşılaştırılarak nano akışkanların ısı transferi üzerindeki etkileri gözlenmiştir. Belirtilen şartlar altında iş akışkanının entropisinde meydana gelen değişim de incelenmiştir. Üst duvar çeperinden dışa doğru ısı transfer değeri arttıkça entropinin azaldığı gözlenmiştir. Bu bilgi ışığında yapılan çalışmada nano akışkanların entropisinin baz akışkanların entropisinden daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasında boru içerisindeki baz akışkan ve nano akışkanın hız değerlerinin değişmediği belirlenmiştir. Ancak borunun üst ve alt duvarlarına engeller eklendiğinde baz akışkanın ve nano akışkanın hız değerlerinin önemli ölçüde değiştiği tespit edilmiştir. Isı akısı borunun üst duvarı boyunca uygulandığından alt duvar boyunca sıcaklık ve entropi değerlerinin değişmediği, borunun üst duvarı boyunca sıcaklık ve entropi değerinin arttığı gözlenmiştir. Boru çıkışının en üst noktasında sıcaklık ve entropinin maksimum değerlere ulaştığı belirlenmiştir. Borunun üst duvarı boyunca akım fonksiyonu değerinin maksimum değerlere ulaştığı gözlenmiştir. Ayrıca nano akışkanın akım fonksiyonu, baz akışkanın akım fonksiyonundan daha büyük çıkmıştır. Aynı zamanda nano akışkanın ısı taşınım katsayısı baz akışkandan daha fazla çıkmıştır.