Investigation of thermohydraulic performance with the use of graphene-iron oxide nanoparticles incorporated pure water-ethylene glycol based hybrid nanofluid and modified helical inserts in a heat exchanger tube


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ONUR METİN MERTASLAN

Danışman: Orhan Keklikcioğlu

Özet:

Bu proje kapsamında, grafen-demir oksit nanopartiküller içeren hibrit nanosıvılar ve modifiye edilmiş helisel iç elemanlar kullanılarak ısı değiştirici tüpünün ısı transfer verimliliğinin artırılması amaçlandı. Nanoakışkanlar, su-etilen glikol karışımına farklı nanopartikül ağırlık oranları eklenerek hazırlandı. Nanoakışkan üzerinde SEM ve Zeta potansiyel analizleri gerçekleştirildi. İç elemanlar, farklı çap ve mesafelerde helisel olarak sargılanmış paslanmaz çelik tellerden oluşmaktadır. Deneyler, belirli bir Reynolds sayısı aralığında türbülanslı akış koşulları altında gerçekleştirildi ve ısı transfer artışını değerlendirmek için termal-hidrolik performans katsayısı (THP) hesaplandı. Sonuçlar, %1,00 hibrit nanosıvı ağırlık oranı, fıçı tipi iç eleman ve 3000 Reynolds sayısı konfigürasyonunun en yüksek THP değerine sahip olduğunu gösterdi. Bu konfigürasyon aynı zamanda %0,75 ve %0,50 ağırlık oranları için de yüksek THP değerlerine sahipti. Öte yandan, %0,50 hibrit nanoakışkan ağırlık oranı, düz yay tipi iç eleman ve 15000 Reynolds sayısı konfigürasyonu en düşük THP değerine sahipti. Genel olarak, tüm konfigürasyonlar, THP değerlerinin 1'i aştığı avantajlı termal-hidrolik performans sergiledi. Bu bulgular, nanoakışkanların termal-hidrolik performansı artırmadaki etkinliğini vurgulamaktadır. Anahtar Kelimeler: Nanoakışkan, Hibrit, Termal-hidrolik, Grafen-Demir oksit, Isı transfer iyileştirme