ÜÇ BORULU ISI DEĞİŞTİRİCİSİNDE FARKLI NANOAKIŞKAN KULLANIMLARININ HAD ANALİZLERİ

Özet

Bu tez çalışmasında, ters akışlı eş merkezli üç borulu ısı değiştiricisinde farklı nanoakışkanların kullanımıyla ısı transferinin iyileştirilmesi incelenmiştir. Üç borulu ısı değiştiricisi, merkezi iç boru, iç halka ve dış halkadan oluşur; burada soğuk akışkanlar iç boru ve dış halkadan, sıcak akışkan ise iç halkadan geçirilir. Çalışmada saf su ile birlikte %0,5 ve %1 hacim konsantrasyonlarında Alüminyumoksit (Al2O3), Titanyumoksit (TiO2) ve Grafenoksit (GO) nanopartiküllerinin eklenmesiyle oluşturulan nanoakışkanların performansı sayısal olarak ANSYS Fluent programında hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Bu analizlerde Reynolds sayısı, Nusselt sayısı, sürtünme faktörü, ısı taşınım katsayısı ve ısı değiştiricisinin etkenliği gibi termal ve hidrodinamik parametreler hesaplanmış, sonuçlar literatürdeki deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Nanoakışkan kullanımı, ısı transfer katsayısını ve etkenliği artırmış, özellikle %1 GO-su nanoakışkan en yüksek ısı transfer verimini sağlamıştır. Ayrıca nanoakışkanların hacimsel debisinin ve nanopartikül konsantrasyonunun artmasıyla, ısı transfer performansında belirgin iyileşmeler olduğu gözlemlenmiştir. Sürtünme faktörlerinin ise artan Reynolds sayısı ile azaldığı ve nanoakışkan kullanımının basınç düşüşü üzerindeki etkisinin ihmal edilebilir olduğu belirtilmiştir. Sonuçlar, üç borulu ısı değiştiricilerinde nanoakışkanların termal performansı önemli ölçüde artırdığını, böylece enerji tasarrufuna katkı sağladığını göstermektedir. Bu çalışma ayrıca üç borulu ısı değiştiricisinde farklı nanoakışkan tipleri ve konsantrasyonlarının termal performans üzerindeki etkilerini detaylı olarak ortaya koymaktadır. Gelecekte mikro kanatlı borular ve diğer geometrik iyileştirmelerin nanoakışkanlarla birlikte kullanılarak performans artışının daha da geliştirilmesi önerilmektedir.