Otomobil Radyatöründe Su Bazlı Grafen Nanoakışkan Kullanımının Isıl Verimliliğe Etkisinin Deneysel Olarak İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, bir Renault Clio marka otomobil radyatöründe soğutma akışkanı olarak grafen su bazlınanoakışkan kullanılmış ve motor soğutma performansı deneysel olarak incelenmiştir. Deneylerde ısı transferhızındaki artış ve basınç düşüşündeki artış değerleri irdelenmiştir. Deney düzeneği motor soğutma sisteminebenzer şekilde tasarlanmıştır. Dört tip çalışma sıvısı kullanılmıştır. Bunlar saf su ve (0.01-0.02-0.03) grafennanoparçacık konsantrasyonuna sahip nanoakışkanlardır. Deneyde hacimsel debi 4 ile 16 l/dk arasında 6 farklıdebide gerçekleştirilmiştir. Otomobil radyatörüne giriş sıcaklığı 70°C olarak sabit tutulmuştur. Deneyler laminerakışta gerçekleştirilmiştir. Reynolds sayısı 224 ile 1482 arasındadır. Yapılan deney sonucunda %0.02 hacimselnanoparçacık konsantrasyonuna sahip nanokışkan kullanmanın ısı transfer hızında %47 artış sağladığıgörülmüştür. Toplam ısı transfer katsayısında % 52 ve Nusselt sayısında % 34 maksimum bir artış eldeedilmiştir. Basınç düşüşündeki artış %49 olarak tespit edilmiştir. Nanopartiküllerin konsantrasyonunu artırarakısıl performansların arttığı gözlemlenmiş ancak nanopartiküllerin konsantrasyonunun %0.02’nin üzerineçıkartıldığında motor soğutma performansının düşmeye başladığı izlenmiştir. Çalışma sonucunda en iyi ısıtransfer değerlerine %0.02 grafen bazlı su konsantrasyonu kullanıldığında ulaşılmıştır.

In this study, engine cooling performance of a Renault Clio automobile radiator (heat exchanger) by utilizing graphene water based nanofluids was studied. In the experiments the heat transfer increase were evaluated. In addition, the increase in pressure drop was investigated. Experiment set was designed similar to the engine cooling system. Four types of fluid were employed. These are water and nanofluids with (0.01-0.02-0.03) graphene nanoparticle concentration. In the experiment, the flow rate was adjusted between 4 and 16 l/min. The coolant inlet temperature to the vehicle radiator is 70 °C. Experiments were carried at the laminar flow. The Reynolds number is between 224 and 1482. Experiments were carried at the laminar flow. The best results were obtained by utilization nanofluid with 0.02% volumetric concentration of graphene. The enhancement in heat transfer rate was obtained 47%. A maximum enhancement in overall heat transfer coefficient was obtained up to 52%. The maximum increase in the nusselt number was 34%. The pressure drop increased by 49%. As a result, the high thermal efficiency was obtained by using nanofluid.Thermal efficiency was the maximum in the fluid experiment with a volumetric concentration of graphene of 0.02%.