Sıvıların ve gazların ısıl iletkenliğini belirleyebilmek için laboratuvar tipi bir deney cihazının tasarımı, imalatı ve test edilmesi
Design, manufacture and experimental investigation of a thermal conductivity measurement apparatus for liquids and gases
Yazar: CİHANGİR ARSLAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL İBRAHİM VARİYENLİ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Enerjinin evrenin en temel unsurlarından biri olduğu tartışmasız bir gerçektir. Bu sebeple enerjinin üretilmesi ve kullanılması kadar korunması da önem arz etmektedir. Maddelerin (katı, sıvı ve gaz) ısıyı iletmedeki kabiliyetleri ve bu kabiliyetlerin bilinmesi için bazı nümerik formüllerde yer alan katsayıların bilinmesini gerektirir. Günümüzde saf su, amonyak karbondioksit, oksijen, atmosfer v.b. sıvı ve gazların literatürde ısı iletim katsayılarını bulmak oldukça kolay olmasına karşın, teknolojinin gelişmesiyle beraber hayatımıza giren ve iyi veya kötü ısıl iletkenliklere sahip nano partiküller içeren özel sıvıların ısıl iletkenliklerinin bulunması ve hesaplanması oldukça zordur. Bu çalışmada sıvı ve gazların ısıyı iletme kabiliyetini belirlemek amacıyla kullanılan "Isı İletim Katsayısı"nın belirlenmesi için silindirik metoda göre ölçüm yapan laboratuvar tipi cihaz tasarımı yapılmış, imalatı gerçekleştirilmiş ve deneysel olarak test edilmiştir. Cihazın doğru çalışıp çalışmadığının kontrolü için deney malzemesi olarak kullanılan saf su ile deneyler yapılmış ve sonuçları saf suyun literatür değerleri ile karşılaştırılmıştır. Saf su ile yapılan deneyler sonucunda literatür değerine en yakın sonuçların 30 g/s debide 50 – 60 – 70 ve 80 volt değerlerinde olduğu saptanmıştır. Buna göre saf suyla yapılan deneyler sonucunda ölçülen deney sonuçları ile fiziksel özellik tablosundan alınan değerler arasındaki ortalama bağıl hata % 13.33 olarak bulunmuştur. Saf su ile yapılan deney şartlarında ısı iletkenlik katsayısı hakkında bilgi edinmek istediğimiz Alümina, Magnezyum Alüminat Spineli gibi içerisinde nano partiküller bulunan sıvıların ve Füzel yağı gibi endüstride oldukça fazla bulunan sıvıların ısı iletimi hakkında bilgiler elde edilmiştir.

Abstract:
It is an undisputable fact that energy is one of the most basic elements of the universe. Therefore, conservation of energy has much importance as generation and consuming of energy. The coefficients in some numerical formulas should have to be known in order to determine the heat transfer capabilities of the matters (solid, liquid, gas). Despite of the fact that it is now pretty easy to find out the heat transfer coefficients of the materials such as pure water, ammonia, carbon dioxide, oxygen, atmosphere etc. in the literature, determining the thermal conductivity of the special liquids containing much or less thermal conductivity nanoparticles, which are welcomed by us with the improvements in technology, is still quite difficult. In this study, in order to find out the thermal conductivity coefficients which are used for determining the thermal conductivity capabilities of the liquids and gases, a laboratory type device, making measurements based on cylindrical methods was designed, produced and experimentally tested. Verifying the proper operation of the device, experiments were conducted with the values available in the literature. The closest results obtained from the experiments conducted with pure water, were found to be 50-60-70 and 80 voltage at 30 g/s flow rate. As a result of the experiments, 13,33% relative error was observed between three results obtained from the experiments conducted with pure water and tables related to physical properties. With the help of the experiment conducted with pure water, information about the heat conduction of the materials, whose thermal conductivity coefficient is sought for, such as Alumina, Magnesium Aluminate Spinel etc. which contains nanoparticles and Fusel oil, which is widely used in industry, was gathered.