No abstract

Öz Günümüz otomotiv teknolojisinde sıklıkla kullanılan içten yanmalı motorlar çalışma anında yüksek sıcaklıklara ulaşabilmektedir. Yüksek sıcaklıklar, motor parçalarında termal gerilmelere sebep olmakta ve motorun çalışma performansını düşürmekte hatta tamamen çalışmamasına sebep olabilmektedir. Dolayısıyla yüksek sıcaklıklara ulaşan motor parçalarının emniyetli çalışma sıcaklıklarına kadar soğutulması büyük önem arz etmektedir. Bu soğutma işlemi, genellikle bir aracı akışkanın, radyatörde bir fan aracılığı ile soğutulması ve motor bloğu içinde bulunan kanalların içerisinde dolaştırılması ile gerçekleşmektedir. Bir motorun soğutma sistemi birçok farklı elemandan oluşmakla beraber, sistemin performansını etkileyecek en önemli faktörlerden biride kullanılan radyatörün verimli çalışmasıdır. Otomobil radyatörlerinin ısı transfer performansının artırılması ile, soğutma sisteminin soğutma performansının artırılabilmesi doğru orantılıdır. Bu amaçla, bu çalışma kapsamında, bir otomobil radyatörünün çalışmasını temsil eden bir deney düzeneği kurulmuş olup, farklı çalışma parametreleri için deneyler yapılmıştır. Radyatör olarak seçilen çapraz akışlı ısı esanjörüne giren suyun debisi 420-1250 l/h aralığında, giriş sıcaklığı 45-65 °C aralığında ve soğutucu fan hava debisi ise 0,2761-0,5272 m 3 /s aralığında değiştirilerek deneyler tekrarlanmıştır. Deneylerden elde edilen veriler aracılığı ile radyatör içerisindeki akışın Nusselt sayısı, ısı taşınım katsayısı vb. değerleri belirlenerek, radyatörün soğutma performansı deneysel olarak irdelenmiştir. Sonuç olarak, hava hızı artışının, giren su debisi artışının ve esanjöre giriş su sıcaklığındaki artışın, Nusselt sayısı ve ısı taşınım katsayısında olumlu bir etki yaptığı, dolayısıyla radyatörden gerçekleşen ısı transferini artırdığı belirlenmiştir.

ÖzBu çalışma kapsamında parabolik bir güneş kolektörünün toplayıcı tüp borusu içinde, kanatçık eklentisi ve nanoakışkan kullanımının, gerçekleşen akış ve ısı transfer karakteristiklerine olan etkileri incelenmiştir. Bu amaçla toplayıcı boru için kanatçıksız, 3 kanatçıklı, 4 kanatçıklı ve 5 kanatçıklı olmak üzere dört adet model geometri belirlenmiştir. Borunun içinden, baz akışkan olarak belirlenen Syltherm800 yağına Al2O3 nano partikül ilave edilmesi ile oluşturulan nanoakışkanın geçtiği düşünülmüştür. Güneşten toplayıcı boru yüzeylerine gelen ısı akısı sabit kabul edilerek, tüm model geometrileri için %0, %0,25, %0,5, %1, %2, %3 hacimsel orana sahip Al2O3+Syltherm800 nanoakışkan kullanımları için Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği yardımıyla sayısal analizler tekrarlanmıştır. Bu analizler 3 boyutlu, laminer ve iki fazlı akış yaklaşımı kullanılarak yapılmıştır. Çalışma kapsamında nanoakışkanın hacimsel konsantrasyon oranının ve kanatçık kullanımının, incelenen boru içerisinde oluşan sıcaklık dağılımına ve gerçekleşen ısı transfer performansına etkisi irdelenmiştir. Sonuç olarak, diğer tüm parametreler sabitken kanatçık sayısındaki artışın, akışkanın ortalama sıcaklığını ve gerçekleşen ısı transferini artırdığı gözlemlenmiştir. Benzer olarak, nanoakışkanın içindeki Al2O3 partikülünün hacimsel konsantrasyon oranındaki artışın ortalama Nusselt sayısını, ortalama ısı transfer katsayısını artırdığı belirlenmiştir. Yapılan irdelemeler neticesinde en yüksek ısı taşınım kaysayısı değeri, Model 4 ve nanoakışkan konsantrasyon oranının %3 olduğu durumda 300 W/m 2 K olarak gerçekleşmiştir. En düşük ısı taşınım kaysayısı değeri ise, Model 1 ve konsantrasyon oranının %0 olduğu durumda 50 W/m 2 K olarak gerçekleşmiştir. Dolayısıyla incelenen paremetre aralığında, nano partikül ilave oranının artışı ve kanatçık sayısının artışı ile ısı taşınım katsayısında 6 katlık bir artış gerçekleştiği belirlenmiştir.

No abstract

In this study, the effects of using different water-ethylene glycol mixture rates on heat transfer performance put in an automobile radiator as a liquid is experimentally analysed. Ethylene glycol is added in water volumetrically and experiments are conducted for 0%, 25%, 50%, 75% and 100% volumetric ratio of ethylene glycol. For all these mixture rates, 300 experiments are conducted for fluid inlet temperature between 40-80 °C, fluid inlet flow rate between 10-22 l/min and cooling air between 1-4 m/s. As a result of the experiments, it is observed that as ethylene glycol mixture ratio passing from the radiator increased, heat transfer decreased. However, as cooling air velocity, fluid inlet flow rate and radiator inlet temperature increased, heat transfer increased as well. When water-ethylene glycol mixture is used in the radiator instead of water, it is observed that radiator fluid freezing temperature decrease and radiator heat transfer performance is negatively impacted. As a result, optimum cooling performance for the automobile radiator was determined at 0% EG mixture (only water), fluid inlet temperature of 80°C, the flow rate of 22 l/min and air velocity of 4 m/s.