Numerical investigation of the single phase forced convection heat transfer characteristics of nanofluids flowing in enhanced tubes

Abstract

Bu çalışmada sabit duvar sıcaklığında pürüzsüz ve micro kanatlı boruların içinde dolaşan TiO2 nanoakışkanının zorlanmış taşınımı numerik olarak incelenmiştir. Pürüzsüz ve farklı helix açılarına sahip (0o, 18o) mikro kanatlı boruların akışında, nanoakışkanların hidrodinamik ve ısı davranışını CFD programı yardımıyla belirlemek için 2 boyutlu denklemler içeren tek fazlı numerik model sabit ısı akısı veya degişken sıcaklık özelliği kullanılarak çözüldü. Bu çalışmada nanoakışkanların fiziksel özelliklerinin (k, µ, ?, Cp) belirlenmesinde geniş bir literature i verilmiştir. Literatürde olan korelasyonlar arasında TiO2 nanoakışkanının en uygun fiziksel özelliğin belirlenmesi için Yapay sinir ağları (ANN) methodu kullanılmıştır. ANN analizinden TiO2 nanoakışkanının en iyi fiziksel özellikleri alındıktan sonra, deneysel pürüzsüz boru datalarını kullanarak CFD programında numeric model doğrulanmıştır ve bu model çeşitli micro kanatlı borular içinde simülasyon çalışması olarak CFD programında çözülmüştür. Borular içinde sıcaklık ve hız dağılımı bu çalışmada gösterilmiştir. Numerik ve deneysel çalışmalar sürtünme faktörlerine, kayma gerilmelerine, ısı transfer katsayılarına ve basınç düşümlerine göre birbirleri arasında karşılaştırılmıştır. test borusunun iç yüzeyindeki micro kanatların varlığının ısı transfer karakteristiğine etkisi detaylı olarak çalışılmıştır.