Güneş kolektörlerinde nano boyutta metal oksit içeren akışkanların performans üzerine etkileri
The impacts of fluids on performance containing nanosized metal oxide in solar collectors
Yazar: FARUK KILIÇ
Danışman: PROF. DR. ADNAN SÖZEN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu çalışmada düz yüzeyli Güneş kolektöründe (DYGK) çalışma sıvısı olarak nano boyutta metal oksit içeren Alümina-su (Al2O3-su) ve Titanyumdioksit-su (TiO2-su) nano akışkanları kullanılarak kolektör performansı iyileştirilmiştir. Nano akışkan saf su içerisine % 2 oranında Alümina ve Titanyumdioksit katılarak (kütle/kütle) % 0,2 yüzey aktifleştirici (Triton X-100) ilavesi ile elde edilen akışkan ultrasonik banyoda sürekli darbe şeklinde 8 saat süreyle karıştırılarak elde edilmiştir. ISO 9806'ya uygun olarak kurulan güneş kolektörü performans ölçme deney düzeneğinde yapılan deneylerde saf su, Al2O3-su ve TiO2-su akışkanları için anlık sıcaklık farkı başına güç çıktısı ve anlık verimler hesaplanmıştır. DYGK'de yapılan deneylerde su için en yüksek anlık sıcaklık farkı başına güç çıktısı 596,43 W iken Al2O3-su nanoakışkanı için bu değer 650,51 W ve TiO2-su için 719,84 W olarak bulunmuştur. Al2O3-su anlık sıcaklık farkı başına güç çıktısı su'dan 54,08 W fazla olduğu tespit edilmiş olup TiO2-su anlık sıcaklık farkı başına güç çıktısı su'dan 123,41 W daha fazla olduğu görülmüştür. Verim değerleri ise saf su için en yüksek anlık verim % 36,20 ve Al2O3-su nanoakışkanı için anlık verim % 39,69 olarak elde edilmiştir. Al2O3-su nanoakışkanı için ısıl performans % 9,5 oranında iyileşmiştir. Benzer olarak TiO2-su nanoakışkanı için ısıl performans % 48,67 olarak elde edilmiş ve ısıl performansın suya göre % 34,43 oranında iyileştiği belirlenmiştir

Abstract:
In this study, collector performance in flat-plate solar collector (FPSC) has been improved by using nanofluids alumina-water (Al2O3-water) and titanium dioxide-water containing nanosized metal as working fluid. The nanofluid acquired by adding 2% alumina and titanium dioxide (mass/mass) and 0,2% surface activator (triton X-100) has been obtained by being mixed in continuous pulsing for 8 hours in ultrasonic bath. In the experiments performed on solar collector performance evaluation testing apparatus set up in accordance with ISO 9806, the instantaneous power output and the instantaneous proceeds per instantaneous temperature difference have been calculated for pure water, Al2O3-water and TiO2-water fluids. While the highest power output per instantaneous temperature difference for water has been 596,43 W, it has been found as 650,51 W for nanofluid Al2O3-water and 719,84 W for TiO2-water in experiments carried out in flat-plate solar collector. It has been confirmed that the power output per instantaneous temperature difference for Al2O3-water has been 54,03 W more than water, and it has been observed that the power output per instantaneous temperature difference for TiO2-water has been 123,41 W more than water. As to proceed values, the highest instantaneous proceed has been obtained 36,20% for pure water and 36,69% for nanofluid Al2O3-water. The thermal performance has been improved 9,5% for nanofluid Al2O3-water. Comparably, the thermal performance has been obtained 48,67% for nanofluid TiO2-water and it has been determined that the thermal performance has been improved 34,43% up against water.