In this study, heat transfer and pressure drop characteristics have been experimentally investigated by using Al2O3-water nanofluids in the chevron-type plate heat exchanger. The purpose of the experiments was to determine the heat transfer coefficient and pressure drop for different flow rates of 90, 120, 150, 180, 240, and 300 kg/h and different volume concentrations of 0.25%, 0.5%, 0.75%, and 1% of the nanofluids. The Nusselt number of the nanofluids increased with the increasing volume concentration and flow rate at constant hot water flow rate and constant inlet temperatures. The increase in the Nusselt number is 42.4% when compared to distilled water at the maximum volume concentration and Reynolds number (600 ? Re ? 1900) in the nanofluids-plate heat exchanger. It has been concluded that nanofluids enhanced the heat transfer significantly and pressure drops at the maximum volume concentration and the Reynolds number increased by between 6.4% and 8.4% compared to distilled water.

Endüstriyel mühendislik uygulamalarında kullanılan ısıl sistemlerde enerji verimliliği, işletme maliyetlerini etkileyen önemli konu başlıklarındandır. Isıl sistemlerin enerji verimliliğini; seçilen aracı akışkanların termo-fiziksel özelikleri ile sistemin geometrik, ısıl ve hidrodinamik tasarım değişkenleri etkilemektedir. Nanoakışkanlar, ısıl sistemlerde taşınımla ısı geçişinin iyileştirilmesi amacıyla konvansiyonel saf taşıyıcı sıvıların (KSTS) yerine önerilmektedir. Ancak, nanoakışkanların genel enerji verimliliğine etkileri, KSTSlarla karşılaştırmalı olarak yeterince tartışılmamıştır. Bu çalışmada, mini kanallı borularla üretilen prototip gövde borulu bir ısı değiştiricide, boru tarafında soğuyan Al2O3-su nanoakışkanlarının enerji verimliliğine etkileri deneysel incelenmiştir. Üç farklı hacimsel oranda (%0.2, %0.4 ve %0.8) hazırlanan nanoakışkanların, KSTS suya göre enerji verimliliğine etkileri iki farklı ölçütle (Performans Değerlendirme Ölçütü-PDÖ ve Verimlilik Değerlendirme Ölçütü-VDÖ) değerlendirilmiştir. Ayrıca sunulan çalışmaya benzer şekilde; literatürde yayımlanan, levhalı ısı değiştiricilerde (LID) ve gövde borulu ısı değiştiricilerde (GBID) nanoakışkanların kullanıldığı deneysel çalışmaların verileriyle, PDÖ ve VDÖ hesaplanarak, KSTSların ve nanoakışkanların enerji verimliliğine etkileri karşılaştırılmıştır. Literatürdeki deneysel verilerle hesaplanan enerji verimliliği sonuçları, sunulan çalışmanın deneysel enerji verimliliği sonuçlarıyla karşılaştırılarak tartışılmıştır. Sunulan çalışmadaki %0.2, %0.4 ve %0.8 hacimsel oranlı Al2O3-su nanoakışkanlarının PDÖlerinin ortalaması KSTS suya göre sırasıyla -%38, -%27.1 ve -%38.1 daha düşük iken, VDÖlerinin ortalaması da sırasıyla 0.62, 0.73 ve 0.61’dir. PDÖ ve VDÖ sonuçları, KSTSların enerji verimliliği bakımından, nanoakışkanlara göre daha üstün olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak; nanoakışkanların enerji maliyetleri bakımından, endüstriyel tesislerin ısıl sistemlerinde KSTSların yerine kullanılmasının uygun olmadığı elde edilmiştir. Ancak nanoakışanlar, düşük enerji verimliliği ve diğer dezavantajlarının önemsiz olduğu, yüksek ısı akısı (taşınım katsayısı) istenen, özel amaçlı ısıl sistemlerde, gerekli tüm önlemler alınarak ve çözümler uygulanarak kullanılabilir.

Doğal biyolojik yapılarda karşılaşılan mini kanallar (MKlar), teknolojik uygulamalarda yaygınlaşmaktadır. MKlarla ısı ve kütle geçişi sistemlerinde kompaktlık artırılarak boyut, hacim ve aracı akışkan miktarı azaltılabilmektedir. MKlarla ısı geçişinin iyileştirilmesi amacıyla gövde borulu mini kanallı ısı değiştiricide (GB-MK-ID) zıt yönlü ve aynı yönlü (paralel) akış düzenlemeleriyle toplam ısı geçiş katsayısındaki (TIGK) ve basınç düşümündeki değişimler deneysel araştırılmıştır. Ayrıca GB-MK-IDnin deneysel sonuçları literatürden gövde borulu ısı değiştiricilerin (GB-ID) deneysel sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Bunun yanı sıra performans indeksiyle () GB-MK-IDnin işletme limitleri belirlenmiştir. Zıt yönlü TIGKları 1750-3950 W/m2K aralığında değişirken, aynı yönlü deneysel TIGKları 1270-3675 W/m2K aralığında değişmektedir. GB-MK-IDnin TIGKları literatürdeki GB-IDlere göre ortalama %25 daha yüksektir. Ancak MK kullanmak basınç düşümlerini artmıştır. GB-MK-IDnin performans indeksine göre işletme limitleri 5000