Gövde borulu ve plakalı ısı değiştiricilerinde farklı nanoakışkanların ısıl performansa etkisinin sayısal ve deneysel araştırılması

---

Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÖMER KARATUTLU

Danışman: Gamze Genç

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışması kapsamında ısıl sistemler içerisinde büyük bir kullanım alanı olan gövde borulu ve plakalı ısı değiştiricilerinde nanoakışkan kullanılması durumunda akış hidrodinamiklerin ve termal performansın değişimi deneysel olarak araştırılmıştır. Al2O3, Fe3O4, GO, SWCNT, MWCNT ve GO–Al2O3 nanopartikülleri temel akışkan olan su içerisine farklı hacimsel oranlarda (%0.01, 0.1, 0.25 ve 0.5) karıştırılarak farklı nanoakışkanlar elde edilmiştir. Ayrıca, her bir ısı değiştiricisi ve her bir nanoakışkan için deneyler Reynolds sayısının 1250'den 6000'e değişen aralığında gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlara göre her bir eşanjörün ısıl performansı Reynolds sayısının ve nanopartiküllerin hacimsel oranının artmasıyla artmıştır ve ele alınan nanoakışkanlar arasında MWCNT en yüksek performansa sahiptir. %0.5 hacimsel oranda MWCNT nanoakışkanı ve Re=6000 için gövde borulu ısı değiştiricide ısı transferi temel akışkan suya göre yaklaşık %37 artış gösterirken, plakalı ısı değiştiricide bu artış %21'dir. Termal performans faktörü ele alınan tüm nanoakışkanlar için her bir hacimsel oranda ve Reynolds sayısında temel akışkan suya göre daha yüksektir. Deneysel çalışmalara ilave olarak gövde borulu ısı değiştiricisi, ANSYS FLUENT programı yardımı ile modellenmiştir ve sayısal çözümler her bir nanoakışkanın farklı hacimsel oranları ve üç farklı hızı için yapılmıştır. Sayısal sonuçlar ile deneysel sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Nanoakışkan, Gövde Borulu Isı Değiştirici, Plakalı Isı Değiştirici, Isıl Performans, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, ANSYS FLUENT.