Su esaslı CuO nanoakışkan için plakalı ısı değiştirgecinde performans incelemesi

Abstract

Çeşitli ısı tekniği uygulamalarında nano-parçacık katkılı akışkanların kullanılması konusunda son yıllarda belirgin bir artış olduğu görülmektedir. Konu ile ilgili literatürden de anlaşılacağı gibi; kısaca nanoakışkan olarak bilinen nano parçacık katkılı akışkanlar, sağlamakta oldukları bazı avantajlar nedeniyle çeşitli ısı transfer sistemlerinde kullanılmaktadırlar. En belirgin özellikleri ısı iletiminde iyileşme olup, ısı transferinin önemli olduğu mikro kanallarda, ısıtma tesisatlarında ve diğer çeşitli alanlarda aracı akışkan olarak klasik akışkanların yerini almaya başlamışlardır. Nanoakışkanların, nanoparçacık katkı oranındaki artış ile ana (baz) akışkana göre ısı transfer özelliklerinin iyileşmesine karşın; viskozite değerlerinde artış, özgül ısı değerlerinde düşme olduğu bilinmektedir. Ayrıca, artan çalışma sıcaklığı ile nanoakışkanların ısı iletkenliğinde artışın olduğu ve diğer özelliklerin de sıcaklıktan etkilenmekte olduğu çeşitli çalışmalar sonucunda ortaya konulmuştur. Bu çalışmada; su bazlı ve bakıroksitli (CuO) nanoakışkanın, hacimsel karışım oranına bağlı olarak ısıl iletkenliği, özgül ısı, yoğunluk gibi özelliklerinin yanı sıra mikro-yapı, çökelme süresi, topaklaşma ve katkı etkisi gibi işletme özellikleri incelenmiştir. Ayrıca model bir ısıtma tesisatında yer alan plakalı ısı değiştirgeci üzerinde yapılmış olan ısıl ve hidrodinamik performans incelemesi ile CuO nanoakışkan için yeni korelasyon bağıntıları önerilmiştir. Deneysel çalışmaların bir bölümü Karadeniz Teknik Üniversitesinin laboratuvarlarındaki kalibrasyonlu deney düzeneklerinde yapılmıştır. Nanoakışkanlar manyetik bir karıştırıcı ile hazırlanmıştır. Isı iletkenliği ölçümünde Fouirer yasasına uygun olarak çalışan ve dar bir aralıkta tutulan akışkanın farklı ortalama sıcaklıklardaki ısı iletkenlikleri ölçülmüştür. Mikro yapı incelemeleri uygun bir TEM mikroskop altında yapılarak mikro yapıya ait görüntüler üzerinde değerlendirme yapılmıştır. Nanoakışkanların diğer özellikleri çeşitli klasik ölçme yöntemleri ile ölçülmüş ve elde edilen bulgular literatürdeki mevcut bulgular ile karşılaştırılmıştır.