Oto radyatörlerde nanoakışkan kullanılarak ısı aktarım performansının arttırılması
Enhancement of heat transfer performance by using nanofluids in auto radiators
Yazar: FERHAT KILINÇ
Danışman: PROF. DR. ERTAN BUYRUK ; DOÇ. DR. KERİM YAPICI
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Isı değiştiriciler = Heat exchangers ; Isı geçişi katsayısı = Heat transfer coefficient ; Isı performansı = Heat performance

Özet:
Bu doktora tez çalışmasında, nanoakışkan kullanımının oto radyatörlerin ısı aktarım performansına olan etkisi incelenmiştir. Bu amaçla bir deney düzeneği tasarlanmıştır. Tüm deneyler farklı akışkan giriş sıcaklıkları (36 oC, 40 oC ve 44oC) ve farklı debilerde (0.6 m3/h, 0.7 m3/h, 0.8 m3/h ve 0.9 m3/h)  gerçekleştirilmiştir. Deneyler için taban akışkanı olarak saf su kullanılarak hacimce %0.01 ve 0.02 konsantrasyondaki grafen oksit (GO) ve grafen nano ribon (GNR) nanoakışkanları elde edilmiştir. 
Oto radyatörün etkenlik değerlerinin akışkan konsantrasyonunun artması ile arttığı ve %0.02 konsantrasyondaki GO ve GNR nanoakışkanlarında saf suya kıyasla analitik değerin üzerine çıktığı sonucu elde edilmiştir. Saf suyla kıyaslandığında %0.01 grafen oksit nanoakışkanı için en yüksek %6.9 ve %0.02 grafen oksit nanoakışkanı için en yüksek %32.0 toplam ısı transferi katsayısında, U artış olduğu elde edilmiştir. Grafen nano ribon nanoakışkanı için ise saf suya kıyasla %0.01 konsantrasyon için en yüksek %18.9 ve %0.02 konsantrasyon için en yüksek %24.8 toplam ısı transferi katsayısı, U artışı elde edilmiştir. Grafen oksit ve grafen nano ribon nanoakışkanları birbirleri ile kıyaslandığında toplam ısı transferi katsayısındaki, U artışın; GNR nanoakışkanı için %0.01 konsantrasyonda ve GO nanoakışkanı için ise %0.02 konsantrasyonda daha fazla olduğu görülmüştür. Ayrıca her iki nanoakışkan için Nusselt sayıları, Nu farklı giriş sıcaklıkları ve farklı konsantrasyonlar için hesaplanmıştır. Öncelikle saf suyla kıyaslamalar yapılmış ve en yüksek ortalama artış 36 oC sıcaklık ve %0.01 konsantrasyon için GNR-su nanoakışkanında %29.53 ve GO-su nanoakışkanı için %28.96 olarak elde edilmiştir. Her iki nanoakışkan için de %0.01 konsantrasyonun daha iyi sonuçlar verdiği belirlenmiştir.

Abstract:
In this Ph.D. Thesis study, examined the effect to heat transfer performance of nanofluid usage in automobile radiator. For this purpose an experimental setup is designed. All experiments were carried out at different inlet temperatures (36 oC, 40 oC and 44 oC) and at different mass flow rates (0.6 m3/h, 0.7 m3/h, 0.8 m3/h and 0.9 m3/h). Graphene oxide and graphene nano ribon nanofluids are obtained at 0.01% and 0.02 %vol. concentrations by using of pure water as a basefluid.
Effectiveness of auto radiators is increased by increasing of particle volumetric concentration and is obtained for GO and GNR nanofluids at 0.02% vol. concentration have higher effectiveness compared to pure water. The highest enhancement of overall heat transfer coefficient, U is obtained for 0.01% GO-water nanofluid is 6.9% and 32.0% for 0.02% GO-water nanofluid compared to pure water. And also for GNR-water nanofluid the highest enhancement of overall heat transfer coefficient, U is obtained 18.9% (0.01 %vol.) and 24.8% (0.02 %vol.) compared to pure water. GO and GNR nanofluids are compared each other 0.01% GNR-water and 0.02% GO-water is better heat transfer performance. Furthermore Nusselt numbers, Nu are calculated for two nanofluids at different inlet temperatures and concentrations. At 36 oC inlet temperature the highest mean enhancement is obtained 29.53% (for 0.01 %vol. GNR-water) and 28.96% (for 0.01 %vol. GO-water) compared to pure water. 0.01 %vol. concentration has better results for two nanofluids.