Bir otomobil radyatöründe farklı oranlarda su-etilen glikol karışımının kullanımının ısı transfer performansına etkisinin deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of the effect of use of water-ethylene glycol mixture on different ratios in a car radiator on heat transfer performance
Yazar: BAHADIR GEMİCİOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TOLGA DEMİRCAN
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada bir otomobil radyatöründe akışkan olarak farklı karışım oranlarında su-etilen glikol karışımının kullanımının, radyatörün ısı transfer performansı üzerindeki etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaçla,  su içerisine hacimsel olarak etilen glikol ilave edilmiş ve etilen glikolün hacimsel oranı %0, %25, %50, %75 ve %100 olduğu durumlar için deneyler gerçekleştirilmiştir. Tüm bu karışım oranları için, akışkan giriş sıcaklığı 40-80 °C aralığında, akışkan giriş debisi 600-1320 litre/saat aralığında ve soğutma havası ise 1-4 m/s aralığında değiştirilmek üzere toplam 300 adet deney gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda etilen glikolün karışım oranının artması durumunda radyatörden gerçekleşen ısı transferinin azaldığı gözlemlenmiştir. Ancak soğutma hava hızı, akışkanın giriş debisi ve radyatör giriş sıcaklığı arttıkça, gerçekleşen ısı transferinde de artış olduğu belirlenmiştir. Dolayısıyla radyatörlerde su yerine su-etilen glikol karışımının kullanılması durumunda, radyatör akışkanının donma nokta sıcaklığının aşağı çekilmesi sağlanırken, radyatörün ısı transfer performansının olumsuz olarak etkilendiği gözlemlenmiştir. Yapılan hesaplamalar neticesinde ısı transfer performansının en iyi olduğu durum yani 4 m/s hava hızı, %0EG, 80°C akışkan giriş sıcaklığı ve 1320 litre/saat akışkan giriş debisi koşulları temel alınarak çeşitli parametre değişimlerinin ısı transferi üzerindeki etkileri irdelenmiştir. Yapılan irdelemeler neticesinde ortalama ısı transfer katsayını temel alarak tüm ısı transferinin maksimum olduğu duruma göre tüm parametre değerleri sabitken sırasıyla sadece EG oranın %100 olması durumunda %42,9751, sadece hava hızının 1 m/s olması durumunda %53,7479,  sadece akışkan giriş sıcaklığının 40°C olması durumunda %15,481 ve sadece akışkan giriş debisinin 600 litre/saat olması durumunda ise %17,923 değerlerinde ısı transfer katsayısında azalmalar olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, the effects of the use of water-ethylene glycol mixture in different mixture ratios as fluid in an automobile radiator on the heat transfer performance of the radiator are investigated experimentally. For this purpose, volumetric ethylene glycol was added to the water and experiments were carried out in cases where the volumetric ratio of ethylene glycol was 0%, 25%, 50%, 75% and 100%. For all these mixing ratios, a total of 300 experiments were carried out to change fluid inlet temperature in the range of 40-80 °C, fluid inlet flow in the range of 600-1320 l/h and cooling air in the range of 1-4 m/s. As a result of the experiments, it was observed that the heat transfer from the radiator decreased if the mixture ratio of ethylene glycol increased. However, as the cooling air velocity, fluid inlet flow and radiator inlet temperature increase, it is determined that there is an increase in the heat transfer realized. Therefore, in the case of using a water-ethylene glycol mixture instead of water in the radiators, it was observed that the freezing point temperature of the radiator fluid was decreased while the heat transfer performance of the radiator was negatively affected. As a result of the calculations, the effects of various parameter changes on the heat transfer are examined based on the condition where the heat transfer performance is the best, namely 4 m/s air velocity, 0%EG, 80°C fluid inlet temperature and 1320 l/h fluid inlet flow conditions. As a result of the examinations, all the parameters based on the average heat transfer coefficient are constant, respectively, only if the EG ratio is 100% , only if the air velocity 1 m/s , only if  the fluid inlet temperature 40°C, only if the fluid inlet flow is 600 l/h. Respectively it has been found that there are reductions of mean heat trasfer coefficients are 42.9751%, 53.7439%, 15.481%, 17.923%.