Tesisat bağlantı parçalarının akış karakteristiklerinin nanoakışkan kullanılarak sayısal olarak incelenmesi

Sunulan bu çalışmada, tesisatlarda yaygın olarak kullanılan bağlantı parçalarının (L, T, 90°dönümlü dirsek, ani daralma ve ani genişleme) içerisinden nanoakışkan geçirilerek akış karakteristikleri ve basınç düşüleri sayısal olarak incelenmiştir. Alüminyum, bakır ve titanyum esaslı nanoparçacıkların temel akışkan olarak belirlenen suya ilave edilmesiyle homojen bir nanoakışkan elde edildiği kabul edilmiştir. Konsantrasyonun akış yapısı ve basınç kaybı üzerine etkisini incelemek için beş farklı konsantrasyonda Al2O3 (%0.3, %0.5, %1, %2, %3), dört farklı konsantrasyonda Ti2O (%0.05, %0.1, %0.3, %0.5) ve üç farklı konsantrasyonda CuO (%1, %2, %4) nanoakışkanı ele alınmıştır. Bağlantı parçalarından geçen akışın yapısını hem türbülanslı hem de laminar şartlar altında incelemek için Reynolds sayısı Re=500 ve Re=5000 olarak belirlenmiştir. Su kullanılarak elde edilen sonuçlar literatür sonuçları ile doğrulanıp, nanoakışkan hesaplamalarına geçilmiştir. En doğru sayısal modeli tespit edebilmek için laminar model, k- ϵ RNG türbülans modeli, k- ϵ Standard türbülans modeli ve k- ω Standard türbülans modeli kullanılmıştır. Bütün nanoakışkanlar için konsantrasyon arttıkça viskozitenin artmasına bağlı olarak yerel kayıpların arttığı görülmüştür. Farklı bağlantı parçaları ve farklı türbülans modelleri incelendiğinde ise Reynolds sayısı, Re=500 için en uygun modelin T, L ve dirsek bağlantı parçası için laminar model olduğu görülmüştür. Kesit değişimi sonucu meydana gelen ani girdap kopmalarının meydana geldiği ani daralma ve ani genişleme bağlantı parçalarında ise k- ϵ RNG modelin en uygun model olduğu görülmüştür. Reynolds sayısı, Re=5000 için T, L ve dirsek bağlantı parçası için en uygun modelin k - ϵ Standard model iken; ani daralma ve ani genişleme parçaları için ise k - ϵ RNG modelinin literatür ile en iyi sonucu verdiği ortaya konulmuştur. k - ω standard türbülans modelinin ise hiçbir bağlantı malzemesi için uygun sonuçları vermediği tespit edilmiştir.