şükela:  tümü | bugün soru sor
  • akiskanlardaki (sıvı+gaz) ısı transferi olayıdır.ısı transferinin 3 ana konusundan biridir.
  • en önemli olayının ısı taşınım katsayısı "h" 'ın bulunmasi olan ve ege makine de verilen ders.
    ısı taşınım katsayısı "h" 'ın bulunmasi icinde cok onemle (bkz: nusselt sayisi) (bkz: reynolds sayisi) (bkz: prandtl sayisi)
  • sıvı ve gazlarda, molekül hareketleri sonucu ısı enerjisinin nakledilmesi ile oluşan ve bir katı yüzey ile bir akışkan arasında meydana gelen ısı transferidir. newton'un soğuma kanunu ile ifade edilir.

    q = h(ty-ta)

    q: birim alandan birim zamanda geçen ısı miktarı (ısı akısı) [w/m2]
    h: sistem için ısı taşınım katsayısı [w/m2k]
    ty: yüzey sıcaklığı [k]
    ta: akışkan sıcaklığı [k]

    (bkz: konveksiyon)
  • akışkanların hareketinden dolayı oluşan ısı transferidir. 2 akışkan arasında veya bir akışkan ile bir yüzey arasında olabilir. konvektif ısı transfer katsayısı ile sıcaklık farkının çarpımına bağlıdır. bu formül aynı zamanda newton'un soğutma yasası* olarak da bilinir. akışkana, akışın dinamiğine ve geometriyle oluşan etkileşimine göre değişir.

    her akışkan ve akışın özelliğine göre değişmesinin nedeniyse, akış karakteristiğine göre oluşacak visköz ısı disipasyonu arasındaki farklardır. nusselt sayısı aynı zamanda akışın yarattığı konvektif ısı transfer katsayısının (watt/m2*kelvin) karakteristik uzunlukla çarpımının iletim katsayısına(watt/m*kelvin) oranıdır. bir ısı eşanjörü tasarlıyorsanız, amacınız nusselt sayısını değil konvektif ısı transfer katsayısını artırmak olmalıdır. eğer akış debisini artıramıyorsanız, ki çoğu zaman artıramazsınız akış sağlayan pompa ya da fan kapasitesi bellidir, prandtl sayısını artırmak gerekir.

    bu noktada prandtl sayısı için ayrı bir parantez açmak gerekir. konvektif ısı transfer katsayısını prandtl sayısını artırarak artırmak mümkündür ama prandtl sayısındaki artışın nasıl yakalandığına dikkat etmek gerekir. prandtl sayısını net halinde açarsanız, dinamik visközitenin sabit basınç altındaki öz ısıyla çarpımının, iletim ısı transfer katsayısına oranı olduğunu görürsünüz.

    eğer dinamik visköziteyi artırarak prandtl'ı artırmak isterseniz, içten yanmalı motorlarda kullanılan kalın yağlar gibi bir artış sağlarsınız ama visköz kuvvetler de artacağı için yağı çevirmek için gereken pompa enerjisi de yükselir, yani bu o kadar da iyi bir seçenek olmayabilir. detaylı bilgi için (bkz: #57246695)

    ısı iletim katsayısını düşürebilirsiniz, fakat o durumda da konvektif ısı transfer katsayısı bundan olumsuz etkilenir. çünkü, prandtl dolayısıyla iletim katsayısı genelde 0.3 ile 0.4üncü kuvveti şeklinde nusselt'i etkilerken, konvektif ısı transfer katsayısı birinci kuvveti olarak etkilediği için konvektif ısı transfer katsayısını düşürür. buna örnek olarak havayla soğutmanın suyla soğutmaya göre daha verimsiz olduğu senaryo gösterilebilir. gemi motorları hep deniz suyuyla soğutulur, çünkü su kullanma şansınız varken, hava kullanmak salakçadır. tabii bunun asıl avantajı suyu basınçlandırmanın yüksek yoğunluğundan dolayı havaya göre daha az enerji istemesidir.

    gelelim en güzel alternatife, öz ısıyı artırarak prandtl'ı artırmak mümkündür. bu durumda ne reynolds ne de konvektif ısı transfer katsayısı etkilenir. öz ısı arttıkça, akışkanın sıcaklığını artırmadan üzerine çekebileceği ısı miktarını artırmış olursunuz. çünkü akışkan ısı çekerken bir yandan sıcaklığı o kadar çok artmayacak yani 2 akışkan ya da akışkanla yüzey arasındaki sıcaklık farkı daha yavaş azalarak daha çok ısı çekmeyi mümkün kılacaktır.

    bu nedenle nano akışkanlar üzerine pek çok araştırma yapılmaktadır. motor suyuna eklenecek olan %0.5-1 oranında bir nano akışkan, prandtl sayısını sadece öz ısıyı artıracak şekilde artırabilir. önceki işyerimde soğutma performansını geliştirme açısından bunları kullanmayı istesek de üst yönetim tedarik sürecinde yaşanması muhtemel sıkıntıları bahane ederek pek sıcak bakmamıştı.

    edit: imla