Yüksek ısı akılı hareketli bir plakadan olan ısı transferine nanoakışkanların ve çarpan jetlerin müşterek etkisinin sayısal incelenmesi

Authors : Mustafa KILIÇ, Murat GÖKÇEK

Pages : 373-379

Doi:10.28948/ngumuh.748791

View : 10 | Download : 7

Publication Date : 2021-01-15

Article Type : Research Paper

Abstract :Gelişen teknoloji endüstriyel cihazlar üzerindeki ısıl yükler gün geçtikçe arttırmaktadır. Bu ısıl yüklerin cihazlara vereceği tahribatı engellemek için ısı transferinin artırılması çözülmesi gereken önemli bir problem haline gelmiştir. Bu çalışmada; üzerinde yüksek ısı akısı olan hareketli bir plakadan olan ısı transferinin, nanoakışkanlar ve çarpan jet kullanılarak iyileştirilmesinin sayısal incelemesini hedeflemiştir. Farklı nanoakışkan giriş hızları için hesaplanan Reynolds sayılarının insert ignore into journalissuearticles values(Re=8000, 16000, 24000, 32000);, farklı nanoakışkan hacim oranları insert ignore into journalissuearticles values(ϕ=0,5, 1,0, 1,5, 2,0);, farklı nanoakışkan parçacık çaplarının insert ignore into journalissuearticles values(Dp= 10, 20, 30, 40 nm); ve farklı plaka hızlarının insert ignore into journalissuearticles values(Vplaka= 0, 0,5, 1, 2m/s); ısı transferine etkisi sayısal olarak çalışılmıştır. Tüm parametreler için temel akışkan olarak Al2O3-H2O nanoakışkanı kullanılmıştır. Sayısal çalışmada PHOENICS hesaplamalı akışkanlar dinamiği programının k-ε türbülans modeli kullanılmıştır. Çalışma sonucunda; Reynolds sayısı Re=8000-32000 aralığında arttırıldığında Nuort değerinde %54,9 artış olduğu tespit edilmiştir. Nanoakışkan hacimsel oranı ϕ=0,5-2,0 aralığında arttırıldığında ortalama Nusselt sayısında % 2,5’lik bir artış olduğu belirlenmiştir. Nanoakışkan parçacık çapı Dp= 40-10 nm aralığında azaltıldığında ortalama Nusselt sayısında % 9,1’lik bir artış meydana geldiği tespit edilmiştir. Farklı plaka hızlarında ise ortalama Nusselt sayısının genel olarak arttığı belirlenmiştir. Bu artışın; plaka hızı ve akışkan hızının ters yönde olduğu bölgede, aynı olduğu bölgeye göre daha belirgin bir şekilde ortaya çıktığı tespit edilmiştir. Vplaka= 0-2 m/s aralığında Nuort değerindeki artışın %40,9 olarak meydana geldiği belirlenmiştir. Ayrıca sayısal model sonuçları, literatürdeki deneysel sonuçlarla da doğrulanmıştır.
Keywords : Çarpan jet, Hareketli plaka, Isı transferi, Nanoakışkan