Numerical prediction of forced convection and pressure drop characteristics for turbulent flow of Al2O3/water nanofluid in a circular pipe
Dairesel boru içindeki Al2O3/su nanoakışkanının türbülanslı akış ve ısı transfer karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi
- Tez No: 486859
- Danışmanlar: PROF. DR. SALİM KUNT ATALIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Türbülanslı akış, Zorlanmış taşınım, İki fazlı akış, Turbulent flow, Forced convection, Two phase flow
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sabit duvar ısı akısı altındaki bir dairesel boruda Al2O3/su nanoakışkanın tam gelişmiş türbülanslı zorlanmış taşınım akış problemi, sonlu hacim yöntemi kullanılarak sayısal olarak incelenmiştir. Hem tek fazlı model hem de karışım ve Eulerian gibi iki faz modeller denenmiştir. Hem türbülanslı ve hem de laminer akışta Brownian etkisi araştırmasında nanoakışkanların termofiziksel özellikleri için farklı korelasyonlar, tek fazlı formülasyon kullanılarak karşılaştırılmıştır. Tek fazlı ve iki fazlı modellerin sonuçları literatürdeki deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Modelleme ile, deney sonuçlarında da görüldüğü gibi, Reynolds sayısı ve / veya hacimsel konsantrasyonu arttırıldığında ısı transferindeki ve basınç düşüşündeki artışın daha belirgin olduğu bulunmuştur. Tek fazlı modelin, nanoakışkan özellikleri için deneysel verilerden doğrudan korelasyonlar elde edildiğinde daha doğru sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. İki fazlı Eulerian modeli ile bulunan sonuçlar, düşük hacimsel konsantrasyonlarında seyreltik süspansiyonlar için daha doğru; ancak daha yüksek konsantrasyonlar için, iki fazlı karışım modelinin, deney sonuç-larına göre Eulerian modelinden daha yakın sonuç verdiği görülmüştür. Brownian hareketinin hem laminer hem de türbülanslı akış için ısı transferi artışında etkili olduğu bulunmuştur. Isı transferi artışı, artan Reynolds sayısı ve hacimsel konsantrasyonu ile birlikte artarken, basınç düşüşü artışı sadece hacimsel konsantrasyonuna bağlıdır. Düşük ve yüksek hacimsel konsantrasyonları için, laminar akışa kıyasla türbülanslı durumda ısı transferindeki artışın basınç düşüşündeki artışa oranının daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Fully developed turbulent forced convection flow of an Al2O3/water nanofluid in a circular pipe under constant wall heat flux is investigated numerically, using finite volume method. Both single phase model and two phase models such as mixture and Eulerian are considered. Different correlations for nanofluids thermophysical properties have been compared in the single phase formulation to investigate the Brownian effect for both turbulent and laminar flow. The results given by the single phase and two phase models are compared to the experimental results in the literature. The heat transfer enhancement and the increase in the pressure drop of the nanofluid are found to be more significant when the Reynolds number and/or the volume concentration are increased in accordance to experimental results. The single phase model is observed to give accurate predictions when direct correlations for nanofluid properties are available from experimental data. The predictions given by the two phase Eulerian model are more accurate for dilute suspensions at low volume concentrations, however for higher concentrations, the two phase mixture model gives closer results to experimental data, when compared to the Eulerian model. It is also found that Brownian motion is effective in heat transfer enhancement for both laminar and turbulent flow of nanofluids. The heat transfer enhancement increases with increasing Reynolds number and volume concentration, while the pressure drop increase depends only on volume concentration. For both low and high volume concentrations, the heat transfer enhancement to pressure drop increase ratio is observed to be higher in the turbulent case compared to laminar flow.
Benzer Tezler
- Forced convection flow and heat transfer of non-Newtonian nanofluids through a circular tube
Newtonyen olmayan nanoakışkanların dairesel bir boru boyunca zorlanmış konveksiyon akışı ve ısı transferi
GÖKHAN KIYAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİM KUNT ATALIK
- RDX 'ın detonasyonunda farklı zeminler üzerinde oluşturacağı kraterlerin sayısal değerlendirilmesi
Numerical evaluation of craters formed by RDX on different ground during detonation
İRFAN ÖZSOY
- Sürekli üfleme aktif kontrol yöntemi ile OA209 kanat profilinin dinamik stall karakterinin incelenmesi ve iyileştirilmesi
Investigation and improvement of the dynamic stall characteristics of the OA209 airfoil using a continuous blowing active control method
FURKAN KEMAL KART
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER