Newton kuralına uymayan akışkanların mikrokanal ısı değiştiricisindeki ısı aktarım performanslarının deneysel incelenmesi
An experimental investigation of heat transfer performance of non-Newtonian fluids through microchannel heat exchanger
Yazar: AYSU AYDOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. KERİM YAPICI
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Isı değiştiriciler = Heat exchangers ; Isı geçişi = Heat transfer ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Newton olmayan = Non-newtonyen ; Reoloji = Rheology

Özet:
Isı değiştiriciler güç santralleri, elektronik cihazlar, kimyasal süreçler ve gıda işleme süreçleri, hava iklimlendirme ve imalat endüstrilerinde geniş uygulama alanına sahiptir. Farklı uygulamalarda farklı amaçlarla kullanıldığından, literatürde ısı değiştiricilerin verimini artırma konusunda birçok çalışma bulunmaktadır. Genel olarak ısı değiştiricilerin ısı aktarım performansını artırmak için iki yöntem kullanılır. Bu yöntemlerden birisi ısı değiştiricilerin yapısını değiştirmek, diğeri ise yüksek ısıl özeliklere sahip akışkanlar ile çalışma akışkanını değiştirmektir. Maliyet ve süre açısından ele alındığında, ikinci yöntemin daha fazla avantajı mevcuttur.
Önerilen yüksek lisans tez projesi, Newton kuralına uymayan ve kaymadan dolayı incelme özelliğine sahip  Karboksi Metil Selüloz (CMC), Xantham ve Guargam akışkanların mikrokanal ısı değiştiricisindeki ısı transfer hızı ve verimliliklerinin deneysel olarak incelenmesini ve elde edilen sonuçların Newton kuralına uyan su çalışma akışkanı ile karşılaştırılmasını amaçlamaktadır.  Bu kapsamda, Newton kuralına uymayan akış özelliği gösteren akışkanların mikrokanal ısı değiştiricisindeki performans analizleri ASELSAN tarafından tasarlanan ve geliştirilen mikrokanal ısı değiştiricisi kullanarak gerçekleştirilecektir.
Bunlara ilaveten, önerilen yüksek lisans tez projesi nanoparçacıkların Newton kuralına uyan su ve/veya etilen glikol içerisine eklenmesiyle üretilecek nanoakışkanların kapsamlı reolojik, termal ve kararlılık analizlerinin gerçekleştirilmesini amaçlamaktadır. Bu amaç doğrultusunda farklı kütlesel fraksiyonlarda üretilecek olan Al2O3-su/etilen glikol karışımı, TiO2-su/etilen glikol nanoakışkanlarının reolojik termal ve kararlılık testleri gerçekleştirilerek belirtilen nanoakışkanların mikrokanal ısı değiştiricisinde çalışma akışkanı olarak kullanılıp kullanılamayacağı araştırılacaktır.

Abstract:
Heat exchangers have wide applications in various industries including power plant, electronics, chemical and food processing, air conditioning and manufacturing industry. Due to variety applications of practical interest, to improve heat exchangers efficiency have been received considerable attentions in the literature. Commonly two methods are employed to enhance heat transfer performance of heat exchangers. The one way is the changing structure in heat exchangers and the other one is to replace working fluid with fluids having high thermal properties. In the viewpoints of cost and time, the latter one has more advantages.

The purpose of this thesis is to investigate heat transfer performance of non-Newtonian fluids that exhibits shear-thinning behavior such as Carboxy Methyl Cellulose, Xantham and Guargam in microchannels heat exchanger. In this context performance analyses of non-Newtonian fluids in the microchannels heat exchanger are carried out by experimental set up which was designed and developed by ASELSAN. To identify heat transfer improvement in microchannel heat exchanger when using non-Newtonian fluids, experiments will be carried out also with working fluid of Newtonian fluid as water. Moreover, to find most suitable nanofluids that may be used in microchannel heat exchanger, rheology, thermal and stability analysis of Al2O3-water/Ethylene glycol and TiO2 water/Ethylene glycol nanofluids will be investigated in detail.