İçerisine kanatçık yerleştirilmiş dikdörtgen kesitli mikrokanalda nanoakışkan akışının sayısal olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, mikrokanal içerisine yerleştirilen kanatçıkların akış ve ısı geçişine olan etkisi sayısal olarak incelenmiştir. Dikdörtgen kesite sahip tek bir mikrokanal içerisine, farklı yerleşim düzenlerinde 6 çift dikdörtgen kanatçık yerleştirilmiştir. Mikrokanalın hidrolik çapı sabit tutularak, içerisine yerleştirilen kanatçıkların uzunluğu, genişliği ve yatay eksen ile oluşturduğu kanatçık açısı parametre olarak belirlenmiştir. Temel akışkan su seçilerek farklı oranlarda nanopartikül içeren (Al_2 O_(3 )(%0 ile %0,4) ve CuO (%0 ile %0,4)) nanoakışkanın hacimsel derişikliğinin akış ve ısı geçişine özellikleri incelenmiştir. Hesaplama sonucunda farklı parametreler için girilen değerler Response Surface Optimization (Cevap Yüzey Optimizasyonu) metodu ile optimizasyon yapılarak optimum geometri ile hacimsel derişiklikler belirlenmiş ve farklı akış hızlarında analizleri yapılmıştır. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizi, Ansys Fluent 18.1 ticari yazılımı ile gerçekleştirilmiştir.

In this study, the effect of the fins placed in the microchannel on the flow and heat transfer was investigated, numerically. In a single microchannel with rectangular cross section, six dual rectangular fins were placed in different layouts. The hydraulic diameter of the microchannel was kept constant and the length, width of the fins placed inside and the angle between the horizontal axis were determined as parameters. The water were selected as basic fluid and the effect of volumetric concentration of nanofluids (Al2O3 (0% to 0,4%)) and CuO (0% and 0,4%)) on fluid flow and heat transfer were investigated. As a result of the calculation, optimum volumetric concentrations and geometrhy were optimized with Response Surface Optimization method for the levels of different parameters and Computational fluid dynamics (CFD) analysis was performed at different flow rates. CFD analysis was performed with Ansys Fluent 18.1 commercial software.