Özet:

Gelişen teknoloji endüstriyel cihazlar üzerindeki ısıl yükler gün geçtikçe arttırmaktadır. Bu ısıl yüklerin cihazlara vereceği tahribatı engellemek için ısı transferinin artırılması çözülmesi gereken önemli bir problem haline gelmiştir. Bu çalışmada; üzerinde yüksek ısı akısı olan hareketli bir plakadan olan ısı transferinin, nanoakışkanlar ve çarpan jet kullanılarak iyileştirilmesinin sayısal incelemesini hedeflemiştir. Farklı nanoakışkan giriş hızları için hesaplanan Reynolds sayılarının (Re=8000, 16000, 24000, 32000), farklı nanoakışkan hacim oranları (ϕ=0,5, 1,0, 1,5, 2,0), farklı nanoakışkan parçacık çaplarının (Dp= 10, 20, 30, 40 nm) ve farklı plaka hızlarının (Vplaka= 0, 0,5, 1, 2m/s) ısı transferine etkisi sayısal olarak çalışılmıştır. Tüm parametreler için temel akışkan olarak Al2O3-H2O nanoakışkanı kullanılmıştır. Sayısal çalışmada PHOENICS hesaplamalı akışkanlar dinamiği programının k-ε türbülans modeli kullanılmıştır. Çalışma sonucunda; Reynolds sayısı Re=8000-32000 aralığında arttırıldığında Nuort değerinde %54,9 artış olduğu tespit edilmiştir. Nanoakışkan hacimsel oranı ϕ=0,5-2,0 aralığında arttırıldığında ortalama Nusselt sayısında % 2,5’lik bir artış olduğu belirlenmiştir. Nanoakışkan parçacık çapı Dp= 40-10 nm aralığında azaltıldığında ortalama Nusselt sayısında % 9,1’lik bir artış meydana geldiği tespit edilmiştir. Farklı plaka hızlarında ise ortalama Nusselt sayısının genel olarak arttığı belirlenmiştir. Bu artışın; plaka hızı ve akışkan hızının ters yönde olduğu bölgede, aynı olduğu bölgeye göre daha belirgin bir şekilde ortaya çıktığı tespit edilmiştir. Vplaka= 0-2 m/s aralığında Nuort değerindeki artışın %40,9 olarak meydana geldiği belirlenmiştir. Ayrıca sayısal model sonuçları, literatürdeki deneysel sonuçlarla da doğrulanmıştır.

Anahtar Kelimeler: