Nanoakışkanların ısı iletim katsayısının ölçülmesi için tasarım geliştirme

Enerji sorunu, günümüzde hem enerji kayıpları bakımından hem de elde edilen enerjinin verimliliği açısından önemli bir mühendislik problemi olarak karşımıza çıkmaktadır. Endüstri ve günlük yaşamda giderek artan önem kazanan ısıl sistemler, ısı transferinin iyileştirilmesine yönelik çalışmaları teşvik etmektedir. Bu bağlamda, ısı transfer akışkanlarının geliştirilmesine büyük bir ilgi gösterilmektedir. Son yıllarda, geleneksel akışkanların yerine daha yüksek ısıl iletkenliğe sahip olan nanoakışkanlar kullanılmaya başlanmıştır. Ancak, nanoakışkanların kararlılığındaki belirsizlikler nedeniyle ısıl iletkenlik ölçümlerinde çeşitli hatalar ortaya çıkmaktadır. Bu çalışma, nanoakışkanların ısıl iletkenliğini ölçmek için yeni bir tasarım geliştirmeyi amaçlamaktadır. Bu yeni tasarım silindirik bakır tüp tasarımıdır. Bu tasarımda ısıl iletkenlik ölçümü, bakır bir borunun etrafına sarılan bir rezistans tel ile ısıtılması sonucu borunun içindeki akışkanın sıcaklığında zamanla meydana gelen değişimin ölçülmesi esasına dayanmaktadır. Çalışmada, nanoakışkanların ısıl iletkenliklerinin ölçümünde yaygın olarak kullanılan Geçici Rejimde Sıcak Tel (THW: Transient Hot Wire) yöntemi ile bu tezde geliştirilen silindirik bakır tüp tasarımı karşılaştırılmıştır. İlk olarak, deney düzeneğinin kalibrasyonu deiyonize su kullanılarak yapılmıştır. Ardından, sentezlenen Fe3O4@ZnO ve Al2O3 nanopartiküllerinden elde edilmiş nanoakışkanın ısıl iletkenlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, doğal konveksiyon ve ısı kayıplarından dolayı silindirik bakır tüp yönteminin, THW yöntemine göre hata payı daha yüksek çıkmıştır. Silindirik bakır tüp tasarımının tasarımsal iyileştirmeleri sonrasında daha güvenilir hale geleceği ve bu alandaki çalışmalara ve yatırımlara önemli bir katkı sağlayacağı öngörülmektedir. Bu bulgular, nanoakışkanların ısıl iletkenliğinin doğru ölçümü için daha etkili ve maliyet etkin yöntemlerin geliştirilmesine ışık tutmaktadır.