Numerical study on thermal performance of a nanofluid based flat plate solar collector
Nanoakışkan bazlı düzlemsel güneş toplayıcının ısıl performansının sayısal analizi
- Tez No: 522066
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPASLAN TURGUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Enerji, Makine Mühendisliği, Engineering Sciences, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Düz güneş toplayıcısı, Flat plate solar collector
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Düzlemsel tip güneş toplayıcılar, güneş ışınımını, çeşitli ısıl uygulamalarda kullanılır ısıya dönüştürmek için yaygın olarak kullanılan cihazlardır. Bu tip cihazların düşük ısıl verim değerlerine sahip olması nedeniyle, enerji toplama potansiyellerini artırmak için iş akışkanı olarak nanoakışkanların kullanılması önerilmektedir. Bu çalışmada, nanoakışkan kullanılan düzlemsel güneş toplayıcının koruyucu cam, hava, yutucu ve iş akışkanından oluşan her bir bileşeninin ısıl ataletlerinin belirlenmesi amacıyla geçici rejim ısı transfer yaklaşımı uygulanmıştır. Analizler, temel akışkan olarak kullanılan su ile birlikte, yüzde 1, 2 ve 3 hacimsel konsantrasyonlarda alümina nano parçacıklarına sahip nanoakışkanlar için gerçekleştirilmiştir. Farklı Reynolds sayılarındaki termofiziksel özelliklerin etkisinin gösterilmesi amacıyla, ısı transfer akışkanlarının kütle debileri 0,004 ve 0,06 kg/s aralığında seçilmiştir. Sonuçlar, toplayıcı çıkış sıcaklığının artan parçacık konsantrasyonuyla arttığını göstermektedir. Ek olarak, çıkış sıcaklığı, artan kütle debisiyle beraber azalmaktadır. Diğer yandan, toplayıcının ısıl verimi ısı transfer akışkanının türüne bakılmaksızın artan kütle debisiyle beraber artmaktadır. Fakat nanoakışkanlar, toplayıcı ısıl verimini sadece düşük kütle debilerinde artırmakta ve parçacık konsantrasyonu artışıyla beraber ısıl verim artmaktadır. Kritik kütle debisinden daha yüksek kütle debilerinde temel akışkan daha etkili olmakta ve ısıl verim artan parçacık konsantrasyonuyla beraber azalmaktadır. Sunulan bu çalışmada, kritik kütle debisi 0,016 kg/s olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Flat plate solar collectors (FPSCs) are commonly used devices to convert solar radiation into useful heat for a variety of thermal applications. Due to the lower thermal efficiencies of these systems, recently, nanofluids are suggested to be used in FPSCs as the working fluid to enhance their energy harvesting potential. This study introduces a transient heat transfer approach for determining the thermal inertia of each component such as glass, trapped air, absorber and working fluid for nanofluid based flat plate solar collectors. The analyses were carried out with water and three different volumetric concentrations of alumina nanoparticles as 1, 2 and 3 volumetric percent. Mass flow rate of the heat transfer fluid is varied in a wide range, between 0.004 and 0.06 kg/s, to demonstrate the effect of thermophysical properties at different flow Reynolds numbers. The results demonstrate that outlet temperature of the FPSCs increases with increasing particle concentration. Moreover, the outlet temperature decreases with increasing mass flow rates. On the other hand, thermal efficiency of the FPSCs increases with increasing mass flow rates regardless of the type of heat transfer fluids. However, nanofluids can increase the thermal efficiency of the FPSCs at lower mass flow rates and the thermal efficiency increases with increasing particle concentration. Beyond a critical mass flow rate the base fluid becomes effective working fluid and the thermal efficiency decreases with increasing particle concentration. For the current study, the critical mass flow rate is determined to be 0.016 kg/s.
Benzer Tezler
- Heat and fluid flow in microscale from micro and nano structured surfaces
Mikro ve nano yapılı yüzeylerden mikro boyutta ısı ve sıvı akışı
TÜRKER İZCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KOŞAR
- Experimental investigation and mathematical modelling of dynamic equilibrium of novel thermo-fluids for renewable technology applications
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN UTKU HELVACI
- Radyatörlerde nanoakışkan kullanımının ısıl performansa etkisinin sayısal ve deneysel analizi
Numerical and experimental analysis of the effect of nanofluid use in radiators on thermal performance
VOLKAN TUĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiMunzur ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERDEM IŞIK
- Geometrik parametrelerin nanoakışkanlı doğal taşınım döngüsü performansına etkisi
Effect of geometrical parameters on nanofluid based natural circulation loop performance
MOHMMAD ALABOUD
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZİYA HAKTAN KARADENİZ
- Numerical study of implemented eco-friendly nanofluid in the pinfin-equipped heatsinks with novel C-shaped and V-shaped patterns
Yeni C-şekilli ve V- şekilli desenlere sahip iğne-kanat donanımlı soğutucularda uygulanan çevre dostu nanoakışkanın sayısal incelenmesi
FARNAZ NOJAVAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERSİN SAYAR