Investigation of the Effects of Nanofluid Usage and Variation of Helical Fin Number on Heat Transfer in a Pipe With Helical Fins

Abstract

Bu çalışmada iç yüzeyinde helisel kanatçıklara sahip bir boruda nanoakışkan kullanımının ısı transferi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu kapsamda kanatçıksız, tek helisel kanatçıklı, çift helisel kanatçıklı ve üç helisel kanatçıklı boru olmak üzere dört model geometrisi belirlenmiştir. Borunun içerisinden sabit giriş sıcaklığına sahip hBN-su (hekzagonal bor nitrür-su) nanoakışkanı geçtiği, boru yüzeylerine ise sabit ısı akısı uygulandığı varsayılmıştır. Baz akışkan olarak kullanılan suyun içerisine hacimsel olarak %0, %0,5, %1, %1,5, %2 ve %2,5 oranında hBN nano partikülü katıldığı düşünülmüştür. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği yardımıyla sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın sonucunda kanatçık sayısının ve nanoakışkanın karışım oranının artırılmasıyla ortalama akışkan sıcaklığının, ısı taşınım katsayısının ve Nusselt sayısının arttığı görülmüştür. En düşük Nusselt sayısı kanatçıksız borudan su aktığı durumda 25,93 olarak, en yüksek Nusselt sayısı ise üç helisel kanatçık ve %2,5 hacimsel karışım olduğu durumda 97,036 olarak belirlenmiştir. Dolayısıyla bir boru içerisine helisel kanatçık eklemenin ve hBN-su nanoakışkanı kullanımının ısı transferi üzerinde olumlu yönde etkisi olduğu gözlemlenmiştir.