The Effect of Nanofluids on Energy Efficiency in Thermal Systems: The Evaluation of the Experimental Data with Thermal and Hydrodynamic Performance Criteria

Murat Ünverdi; Hasan Küçük; Mehmet Senan Yılmaz

Makale detayları

The Effect of Nanofluids on Energy Efficiency in Thermal Systems: The Evaluation of the Experimental Data with Thermal and Hydrodynamic Performance Criteria

Yazarlar:

Murat Ünverdi | Hasan Küçük | Mehmet Senan Yılmaz

Yayıncı:

Igdir University

Ana Başlıklar:

Makine Mühendisliği

Dergi:

Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Vol.13 Issue 4, pp.2892-2904

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

1/2023

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001302946

pISSN:

2536-4618

Anahtar kelimeler:

Özet:

 The energy efficiency of heat exchangers has become crucial in industrial applications due to ever-increasing energy costs. Therefore, various methods have been developed to enhance heat transfer and accelerate the process shortening the time, reduce the size of heat exchangers, and increase energy fuel efficiency. In recent years, researchers have recommended nanofluid suspensions in place of common heat transfer fluids to improve energy efficiency. Nanofluid suspensions are obtained by adding nanometer-sized particles less than 100 nm in at least one dimension to heat transfer fluids. This study focused on experimental data in the literature to investigate the effects of nanofluids on transferred thermal power and required pumping power in heat exchangers. The relationship between the transferred thermal power and the pumping power was defined by two different performance criteria Performance Evaluation Criterion-PEC and Energy Efficiency Criterion-EEC, allowing us to scrutinize the effects of nanofluids in thermal systems on energy efficiency energy consumption from a more realistic perspective. The results show that nanofluids are more disadvantageous than conventional heat transfer fluids in terms of the energy budget in industrial applications. It is concluded that nanofluids can be used in special applications where those disadvantages are insignificant.

 The energy efficiency of heat exchangers has become crucial in industrial applications due to ever-increasing energy costs. Therefore, various methods have been developed to enhance heat transfer and accelerate the process shortening the time, reduce the size of heat exchangers, and increase energy fuel efficiency. In recent years, researchers have recommended nanofluid suspensions in place of common heat transfer fluids to improve energy efficiency. Nanofluid suspensions are obtained by adding nanometer-sized particles less than 100 nm in at least one dimension to heat transfer fluids. This study focused on experimental data in the literature to investigate the effects of nanofluids on transferred thermal power and required pumping power in heat exchangers. The relationship between the transferred thermal power and the pumping power was defined by two different performance criteria Performance Evaluation Criterion-PEC and Energy Efficiency Criterion-EEC, allowing us to scrutinize the effects of nanofluids in thermal systems on energy efficiency energy consumption from a more realistic perspective. The results show that nanofluids are more disadvantageous than conventional heat transfer fluids in terms of the energy budget in industrial applications. It is concluded that nanofluids can be used in special applications where those disadvantages are insignificant.

 The energy efficiency of heat exchangers has become crucial in industrial applications due to ever-increasing energy costs. Therefore, various methods have been developed to enhance heat transfer and accelerate the process shortening the time, reduce the size of heat exchangers, and increase energy fuel efficiency. In recent years, researchers have recommended nanofluid suspensions in place of common heat transfer fluids to improve energy efficiency. Nanofluid suspensions are obtained by adding nanometer-sized particles less than 100 nm in at least one dimension to heat transfer fluids. This study focused on experimental data in the literature to investigate the effects of nanofluids on transferred thermal power and required pumping power in heat exchangers. The relationship between the transferred thermal power and the pumping power was defined by two different performance criteria Performance Evaluation Criterion-PEC and Energy Efficiency Criterion-EEC, allowing us to scrutinize the effects of nanofluids in thermal systems on energy efficiency energy consumption from a more realistic perspective. The results show that nanofluids are more disadvantageous than conventional heat transfer fluids in terms of the energy budget in industrial applications. It is concluded that nanofluids can be used in special applications where those disadvantages are insignificant.

 Sürekli artan enerji maliyetleri nedeniyle, endüstriyel uygulamalarda, ısı değiştiricilerin enerji verimliliği önem kazanmıştır. Bu nedenle, günümüze kadar ısı geçişini iyileştirmek ve süreci hızlandırmak süreyi kısaltmak, ısı değiştiricilerin boyutunu küçültmek ve enerji yakıt verimliliğini artırmak amacıyla çeşitli yöntemler denenmiştir. Son yıllarda, geleneksel aracı sıvıların yerine, bu sıvılara nanometre büyüklüğündeki en az bir boyutta 100 nmden küçük parçacıkların eklenmesiyle elde edilen, nanoakışkan süspansiyonlarının, enerji verimliliğini iyileştirmede kullanılması önerilmektedir. Bu çalışmada nanoakışkanların ısı değiştiricilerde aktarılan ısıl güce ve gerekli pompalama gücüne etkileri, kaynaklardaki deneysel araştırmaların sonuçları kullanılarak incelenmiştir. Aktarılan ısıl güç ve pompalama gücü arasındaki ilişki, iki farklı değerlendirme ölçütü Performans Değerlendirme Ölçütü-PDÖ ve Verimlilik Değerlendirme Ölçütü-VDÖ ile tanımlanmıştır. Böylece, ısıl sistemlerde kullanılan geleneksel aracı sıvıların yerine önerilen nanoakışkanların, enerji verimliliğine enerji tüketimine etkileri daha gerçekçi bir bakış açısıyla irdelenmiştir. Yapılan değerlendirmelerle, endüstriyel uygulamalarda nanoakışkan kullanmanın, enerji bütçesi bakımından, geleneksel aracı sıvılara göre dezavantajlı olduğu gösterilmiştir. Dolayısıyla nanoakışkanların, bu dezavantajlarının önemsiz olduğu özel uygulamalarda kullanılabileceği sonucu elde edilmiştir.

Makale detayları

The Effect of Nanofluids on Energy Efficiency in Thermal Systems: The Evaluation of the Experimental Data with Thermal and Hydrodynamic Performance Criteria

Yazarlar:

Murat Ünverdi | Hasan Küçük | Mehmet Senan Yılmaz

Yayıncı:

Igdir University

Ana Başlıklar:

Makine Mühendisliği

Dergi:

Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Vol.13 Issue 4, pp.2892-2904

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

1/2023

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001302946

pISSN:

2536-4618

Heat exchanger

Nanofluid

Heat transfer

Pumping power

Performance criteria

Energy efficiencyIsı değiştirici

Nanoakışkan

Isı geçişi

Pompalama gücü

Performans ölçütü

Enerji verimliliği

Sayı

Makale detayları

Yazarlar: Murat Ünverdi | Hasan Küçük | Mehmet Senan Yılmaz

Yayıncı: Igdir University

Ana Başlıklar: Makine Mühendisliği

Dergi: Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Vol.13 Issue 4, pp.2892-2904

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 1/2023

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2001302946

pISSN: 2536-4618

Sayı

Yazarlar:

Murat Ünverdi | Hasan Küçük | Mehmet Senan Yılmaz

Yayıncı:

Igdir University

Ana Başlıklar:

Makine Mühendisliği

Dergi:

Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Vol.13 Issue 4, pp.2892-2904

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

1/2023

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001302946

pISSN:

2536-4618