Investigation of Effects of Baffle Heights on Flow and Heat Transfer in a Trapezoidal Channel with Vertical Baffles

Abstract

Bu çalışmada, üst duvarında dik bölmeler bulunan, alt duvarı trapez şeklinde dalgalandırılmış bir kanalda farklı bölme yüksekliğinin akış ve ısı transferine etkileri nanoakışkan ve taban akışkan akışı için sayısal olarak incelenmiştir. Nanoakışkan olarak TiO2 nanopartiküllerin su içerisinde süspansiyonu kullanılmış ve nanopartikül hacim oranı, φ=%1 sabit tutulmuştur. Sayısal çalışma, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) tabanlı FLUENT 15.0 programı ile iki boyutlu gerçekleştirilmiştir. Kanalın bölmeler içeren üst yüzeyinin adyabatik olduğu kabul edilmiş ve alt trapez yüzeyi Tw=360K sabit sıcaklıkta korunmuştur. İki farklı bölme yüksekliği (t=H/2 ve t=2H/3) kullanılarak farklı Reynolds sayıları (200≤Re≤1200) için nanoakışkanın ve taban akışkanın Nusselt sayısı (Nu), sürtünme faktörü (f) ve termo-hidrolik performansı (THP) hesaplanmıştır, ayrıca çalışma bölmelerin olmadığı kanal akışı ile de karşılaştırılmıştır. Kanal içerisinde farklı parametrelerde hız ve sıcaklık görüntüleri elde edilmiştir. Sayısal sonuçlar, trapez bir kanalda bölmelerin yüksekliğine ve nanoakışkana bağlı olarak ısı transferinin önemli ölçüde iyileştiğini, ancak sürtünmenin de bir miktar arttığını göstermiştir. En yüksek termo-hidrolik performans, bölmesiz kanalda taban akışkana göre, TiO2-su nanoakışkan akışında Re=400 ve t=2H/3 bölme yüksekliğinde 1,95 olarak elde edilmiştir.

Improving the Performance of Heat Exchangers Using Graphite Containing Nanofluid

“…Temel sıvıya katılan nano partiküller ısı transfer hızını olumlu yönde etkilemektedirler [11][12]. Grafit-saf su nanoakışkanı, saf suya göre 3 l/dk debide %11,51, 4 l/dk debide %8,69, 6 l/dk debide Akışkanların ısıl etkinliği denklem 2.18 ile hesaplanmış olup nanoakışkanın ısıl etkinliğe olan etkisi gözlemlenmiştir.…”