Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2010
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Lokman İLBİLGİ
Danışman: MECİT SİVRİOĞLU
Özet:Bu çalışmada laminar akış şartlarında bir boru içerisindeki nano akışkanın sabit duvar sıcaklığında ve sabit ısı akılarında zorlanmış konveksiyonla ısı transferi sayısal olarak incelenmiştir. Çalışmada akışkan olarak su içerisinde hacimsel olarak farklı konsantrasyon oranlarında (0,002, 0,01, 0,015, 0,02 ve 0,025) ve 20 nm boyutundaki Al2O3 nano partiküllerinin bulunduğu nano akışkan ele alınmıştır. Çalışmada akışkan boru içerisine üniform olarak girmiş olup, boru içerisinde tam gelişmiş hale getirilmiş ve test alanında ise tam gelişmiş şartlara göre incelemeleri yapılmıştır. Test alanında boru duvarına sabit duvar sıcaklığı ve sabit ısı akıları uygulanmıştır. Çalışmada farklı Peclet(Pe) sayılarında hem su için hem de içerisinde farklı konsantrasyon oranlarında Al2O3 nano partiküllerinin bulunduğu nano akışkan için sayısal incelemeler yapılmıştır. Sayısal çalışmalar FLUENT paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmalarda elde edilen sonuçlar, boyutsuz büyüklükler cinsinden sunulmuştur. Boyutsuz hız, boyutsuz sıcaklık, ve Nusselt sayısı değişimlerine ek olarak vektörel hız dağılımları, hız ve sıcaklığa ait kontur grafikleri de ayrıntılı olarak sunulmuştur. Yapılan sayısal çalışmada nano partükül hacimsel oranının, Reynolds (Re) sayısının ve duvar sınır şartlarının ısı transferine etkileri, boru boyunca ısı transfer katsayısının, Nusselt(Nu) sayısının değişimi ve bu değerlerin ortalamaları cinsinden sunularak elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Akış hızı, duvar sınır şartı ve nano partükül hacimsel oranı gibi parametrelerin etkilerinin daha iyi gözlenebilmesi açısından boyutsuz hız ve sıcaklık dağılımları da göz önünde bulundurularak sonuçlar yorumlanmıştır. Sabit duvar sıcaklığı için gerçekleştirilen sayısal çalışmanın sonuçları literatürdeki deneysel sonuçlarla ve Seider-Tate korelasyonu ile kıyaslanmıştır. Yapılan kıyaslamalarda sonuçların deneysel verilerle büyük ölçüde örtüştüğü görülerek, nümerik model doğrulanmış, doğrulanan bu model kullanılarak sabit duvar ısı akısı sınır şartları için analizler tekrarlanmıştır. Çalışmada genel olarak akışkan içerisinde bulunan Al2O3 nano partiküllerinin hacimsel oranı arttıkça Nusselt sayısı (Nu) ve ısı transfer katsayısı (h) değerlerinde belirgin artışların olduğu, partikül oranı ayrıca Pe sayısındaki artışa paralel olarak Nu ve h değerlerinin yükseldiği görülmüştür. Bunlara ek olarak partikül dağılımın hız profillerine olan etkisi de detaylı olarak sunulmuştur.