NANOAKIŞKAN KULLANARAK VE İÇ ELEMAN YERLEŞTİRİLMİŞ DÜZ YATAY BORUDA ISI TRANSFERİNİN TAGUCHI YÖNTEMİ YARDIMIYLA ARAŞTIRILMASI


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: TOYGUN DAĞDEVİR

Danışman: Veysel Özceyhan

Özet:

Bu tez çalışması sabit ısı akısı ile ısıtılan ve türbülanslı akış şartlarında bir ısı değiştirici borusu üzerinde deneysel olarak ısı transferi iyileştirme çalışmalarını kapsamaktadır. Baz akışkan olarak su ve su-etilen glikol karışımı kullanılmıştır. Deneyler, Reynolds sayısı 6000-23000 arasında gerçekleştirilmiştir. Isı transferi iyileştirme çalışmaları boru içerisine 7 farklı tasarımda bükülmüş levhalar (BL) yerleştirilerek ve baz  akışkanlara %0.25, %0.50, %0.75 ve %1.00 olmak üzere 4 farklı ağırlıksal oranlarda (wt) TiO2 nano partikülü katılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Bükülmüş levhalar, tipik bükülmüş levha (TBL), delinmiş bükülmüş levha (DBL) ve gamzeli bükülmüş levha (GBL) olmak üzere 3 farklı ana tasarımdadır. BL’lar üzerindeki delik ve gamzeler arası mesafenin büküm uzunluğuna oranı (P/y) 1.00, 0.50 ve 0.25 şeklinde tasarlanmıştır. En yüksek termohidrolik performans değeri, içerisine GBL (P/y=0.25) yerleştirilmiş boru çalışmasında, nano partikül ağırlıkça oranı %1.00 olduğu Su-TiO2 nanoakışkanı kullanımında ve Reynolds sayısının 6319 olduğu deneyde elde edilmiştir. Deney sonuçlarının en yüksek ısı transferi katsayısı ve en düşük basınç düşümüne göre optimizasyonu yapılmıştır. Su baz akışkanı için en optimum deney, 0.25 m3/h hacimsel debi, ağırlıkça wt=%1.0 nano partikül kullanımında ve boru içerisine GBL (P/y=0.25) yerleştirildiği konfigürasyonudur. Su-etilen glikol karışımı baz akışkanı için en optimum deney, 1.04 m3/h hacimsel debi, ağırlıkça wt=%1.0 nano partikül kullanımında ve boş boru konfigürasyonudur.