Hibrit nano akışkanın plakalı ve eş merkezli boru ısı değiştiricisindeki performansının deneysel incelenmesi

Abstract

Endüstriyel uygulamalarda sıkça kullanımıyla karşılaştığımız ısı değiştiricilerde, ısı transferini iyileştirmek için geliştirilen yöntemlerden biri de iş akışkanı olarak nanoakışkanların kullanılmasıdır. İş akışkanı olarak hibrit bakır oksit alümina (CuO + Al2O3) nanoakışkanının kullanıldığı bu çalışmada, türbülanslı akışta nanoakışkanın, eş merkezli iç içe borulu ve plakalı ısı değiştiricilerindeki performansı deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde hibrit nanoakışkan, eş merkezli iç içe borulu ısı değiştiricisinde ağırlıkça %0,5 ve %1 derişimlerinde, plakalı ısı değiştiricisinde ağırlıkça %1 derişiminde kullanılmıştır. Hibrit nanoakışkan içinde çökelmeyi engellemek ve çözeltinin homojenliğini artırmak için ağırlıkça %0,2 derişiminde Triton X-100 katyon tipi yüzey aktifleştirici ilave edilmiştir. Deneyler sonucunda ısı transfer katsayısındaki artış, ağırlıkça %0,5 ve %1 derişimlerde, eş merkezli iç içe boru ısı değiştiricisinde, paralel akışta %4,1 ve %7,4, zıt akışta %5,4 ve %8, ağırlıkça %1 derişimde plakalı ısı değiştiricisinde %15,1 oranında olmuştur.

One of the methods developed to improve heat transfer in the heat exchangers, which are frequently used in industrial applications, is the use of nanofluids as a working fluid. In this study, hybrid copper oxide alumina (CuO + Al2O3) nanofluid was used as the working fluid and the performance of the nanofluid in the turbulent flow in concentric tube and plate heat exchangers was investigated experimentally. In the experiments, hybrid nanofluid was used in concentrations of 0,5% and 1% by weight in concentric tube heat exchanger and 1% by weight in plate heat exchanger. Triton X-100 cation type surfactant was added at a concentration of 0,2% by weight to prevent precipitation in the hybrid nanofluid and to increase the homogeneity of the solution. As a result of the experiments, the increase in the heat transfer coefficient was 0,5% and 1% by weight concentration, in the concentric tube heat exchanger, 4,1% and 7,4% in the parallel flow, 5,4% and 8% in the counter flow, and 15,1% in the plate heat exchanger at 1% by weight concentration.