Karbon nanotüp tabanlı nanoakışkanların mikro kanallı ısı değiştiricilerinde kullanımının deneysel çalışması: Güneş uygulamaları

Birçok çalışmada, özellikle karbon nanotüpe sahip nanoakışkanlar ısı transferini artırmıştır. Başka çalışmalar ise nanoakışkanlar iyi bir absorbe edici olması nedeniyle güneş enerjisi sistemlerinde iyi bir aday olduğunu gösteriyor. Araştırmacılar burada gitgide daha küçük ve daha güçlü sistemlere yönelmekte olup, özellikle mikro-elektroniklerde yüksek ısı transferi ile minimal boyutta ısı değiştiricileri, mikrokanallı ısı değiştiricileri olarak adlandırılır (MCHS). Bu tez çalışmasında mikro-kanal güneş kollektöründe karbon nanotüp-su nanoakışkanı ısı transferi davranışları üzerinde çalışılmıştır. Mikro-kanallı güneş kolektörü bakır malzameden üretilmiş ve 1 × 1 mm kesitli (1mm hidrolik çapa sahip), 40 mm uzunluğunda, 16 adet mikro-kanal ve 15 adet kanatçıktan oluşmaktadır. Mikro-kanalın üzerinde ışık geçirgenliğini sağlayacak 50 mm çapında (19,625 cm2 alanında) normal cam ve kuartz cam kullanılmıştır. Çalışma akışkanı olarak saf su, % 0.05 ve % 0.5 kütle oranlı, 9.2 nm çapında ve 1.5 µm uzunluğunda karbon nanotüp/su nanoakışkanı, mikro-kanallı güneş kolektöründe kullanılarak kıyaslamalı performans çalışması yapılmıştır. Güneş ışığı olarak halojen lamba kullanılarak, güneş ışığı simule edilmiştir. Farklı konsantrasyonlarda ve toplamda gerçekleştirilen 250 deneysel çalışma ile deney düzeneğinde basınç kaybı, Reynolds sayısı, pompa gücü, sürtünme faktörü, Pousielle sayısı, gibi değerler incelenmiştir. Güneş kolektöründe kullanılan normal cam ile kuartz camın ışınım absorbsiyon özelliklerinin sistem ısı transferini etkileri degerlendirilmiştir. Ancak kanalların tıkanması ve nanoakışkan kütlesel oranlarının etkisiyle verimin düştüğü ve deneyler sırasında debinin zamanla azaldığı gözlenmiştir. Anahtar kelimeler: Absorbsiyon, Güneş ışınımı, Karbon nanotüp, Mikro-kanal, Nanoakışkan.