Mikrokanallarda nanoakışkanlar için laminer akışta geçici rejim birleşik ısı transferi problemi

Mevcut tez çalışması kapsamında mikrokanaldaki laminer akışta nanoakışkanların ısıl performansa etkisi geçici rejim problemiyle sayısal olarak ele alınmıştır. Temel akışkan olarak suya farklı hacimsel konsantrasyon değerlerinde ( = % 1, % 4 ve % 7), ayrı ayrı olmak üzere Al2O3, CuO ve TiO2 nanoparçacıkların eklendiği durumlar ara yüzey ısı akısı, ara yüzey sıcaklığı, yığık sıcaklık ve radyal sıcaklık gibi ısı transferi karakteristikleri bakımından karşılaştırılmıştır. Bu bağlamda her bir nanoparçacık için açık literatürdeki iki farklı termofiziksel özellik modeli de kıyaslanmıştır. Buna göre sayısal çözüme Peclet sayısının (Pe = 1, 5, 20 ve 50), cidar kalınlık oranının (d' = 0.02, 0.1, 0.2, 0.3, 0.6, 1 ve 1.4), ısıl yayılım katsayısı oranının (αw-nf = 0.1, 1 ve 10), ısı iletim katsayısı oranının (kw-nf = 0.1, 1 ve 10) ve Brinkman sayısının (Br = -0.2, -0.1, 0, 0.1 ve 0.2) etkisi değerlendirilmiştir. Eksenel iletimin düşük Peclet sayılarında daha etkili olduğu ve Pe ≥ 20 için bu değerin ısı transferini önemli ölçüde etkilemediği gözlemlenmiştir. Cidar kalınlık oranındaki artışın ve ısı iletim katsayısı oranındaki azalışın ısı transferini azaltıcı yönde etkilediği görülmüştür. Isıl yayılım katsayısı oranının değişimi parametrik anlamda oldukça etkisiz kalmıştır. Viskoz yitim tesirini gösteren Brinkman sayısının sıfırdan farklı olduğu değerlerde ısı transferi yönü önemli ölçüde değişmiştir. Belirtilen parametrelerin değeri yükseldikçe sürekli rejime ulaşma süresi düşme eğilimi göstermiştir. Burada temel akışkan su için belirtilen durumlar nanoakışkanlar için de geçerlidir. Nanoakışkan için hacimsel konsantrasyon değerinin artışı ile ısı transferi de artmıştır. Nanoparçacık etkisi açısından sırasıyla CuO, Al2O3 ve TiO2, sabit hacimsel konsantrasyon değerinde daha fazla ısıl performans artışını sağlamıştır. Her bir nanoparçacık için karşılaştırılan termofiziksel özellik modellerine göre birbirine en yakın sonucu Al2O3 nanoparçacığına ait modeller sunmuştur. Ancak diğer nanoparçacıklar için birer modelin bu anlamda yetersiz kaldığı gözlemlenmiştir.