Experimental Investigation of Heat Transfer and Pressure Drop Characteristics of Ferrofluids in Multiple Microchannels

Eyüphan Manay
2018 Journal of the Institute of Science and Technology  
ÖZET: Bu çalışmada su bazlı ferroakışkanların sabit ısı akısı sınır şartlarında dikdörtgen kesite sahip çoklu mikro kanallarda ısı transferi ve basınç düşümü karakteristikleri araştırılmıştır. Fe 2 O 3 . NiO nano partiküllerinin temel akışkan olarak seçilen saf su içerisine iki farklı hacimsel oranda (φ=0.0025 ve 0.005) katılmasıyla ferroakışkanlar hazırlanmış ve Reynolds sayısı, partikül hacimsel oran gibi parametrelerin ısı transferi ve basınç düşümüne etkileri deneysel olarak incelenmiştir.
more » ... aminar akış ve kararlı hal şartlarında, ısı transferi artan partikül hacimsel konsantrasyonu ile artmıştır. Saf suya göre ısı transferinde minimum % 8.6, maksimum % 31.6 oranında artış sağlanmıştır. Temel akışkan içerisine süspanse edilen nano partiküller sürtünme faktöründe saf suya göre en az %16.4, en çok % 36.1 artış meydana getirmiştir. Partikül hacimsel konsantrasyonun %0.25'ten %0.5'e artırılması toplam ısı transferi iyileştirmesinde en az %6.8, en çok %8.9 oranında artışa neden olmuştur. Anahtar Kelimeler: Ferroakışkan, Fe 2 O 3 .NiO, ısı transferi, mikrokanal, nanoakışkan. ABSTRACT: In this study, heat transfer and pressure drop characteristics of water based ferrofluids in multiple microchannels with rectangular cross section under constant heat flux boundary conditions were investigated. Ferrofluids were prepared by the addition of Fe 2 O 3 .NiO nano particles into pure water chosen as base fluid in two different volumetric ratios (φ=0.0025 and 0.005), and the effects of parameters like Reynolds number, particle volume fraction on heat transfer and pressure drop characteristics were analyzed experimentally. Under laminar flow and steady state conditions, heat transfer increased with increasing particle volumetric concentration. Minimum 8.6% and maximum 31.6% enhancement in heat transfer was obtained according to pure water. Nano particles suspended into the base liquid caused minimum 16.4 % and maximum 36.1% increase in friction factor according to pure water. Increasing particle volume concentration from 0.25% to 0.5% yielded 6.8% and 8.9% increase in total heat transfer enhancement.
doi:10.21597/jist.398234 fatcat:pgycty6d3ff2rjbnmokzic5dlq