Experimental Investigation of Thermal Conductivity through Nanofluids

Abstract

ABSTRACT: The method used in this experimental work is the Temperature Oscillation Technique (TOT). Thermal conductivity measurement through Temperature Oscillation Technique is to fill the cylinder with the nanofluids, and apply the temperature oscillations at both ends of the cylinder. It measures the phase and amplitude of the temperature oscillation in the center and at both ends of the cylinder. Thermal diffusivity is calculated from the phase and amplitude values. Furthermore, thermal conductivity is calculated from thermal diffusivity values. Nanofluid used in this study is Al2O3. First of all this technique is validated by calculating the thermal conductivity of pure water. After getting the acceptable results, Al2O3 nanoparticles mixed in water (80% water, 20% Al2O3) with the particle size of 20 nm has been used and its thermal conductivity has been calculated. Thermal conductivity data has been compared with other researchers work. The results are very much in acceptable range which is a proof that our experimental setup is well designed and can be used to measure the thermal conductivity and thermal diffusivity very accurately. Keywords: Cylinder, Nanofluids, Aluminum Oxide, Thermal Conductivity, Temperature Oscillation, Thermal Diffusivity. ………………………………………………………………………………………………………………………… ÖZ: Bu deneyde kullanılar yöntem sıcaklık salınım tekniği yöntemidir. Sıcaklık Salınım Tekniği ile termal iletkenlik katsayısının ölçümünün yapılması, silindir şeklindeki bir kaba akışkan bir sıvının doldurulması ve bu kabın her iki ucuna sıcaklık salınımlı sınır noktası koşulu uygulanması ile gerçekleştirilir. Termal yayılım, faz ve fazın şiddeti değerlerinden hesaplanabilir. Ayrica termal yayılım değerinden termal iletkenlik değeri de bulunabilir. Bu çalışmada kullanılan nanoakışkan Al2O3. Bu tekniğin sağlaması saf suyun termal iletkenlik katsayısının bulunması ile yapılmıştır. Kabul edilebilir bir katsayının bulunmasından sonra, boyutu 20 nm olan nanoparçacık saf su ile belli oranda (80 % saf su, 20% Al2O3 ) karıştırılmıştır ve karışımın termal iletkenlik katsayısı hesaplanmıştır. Bulunan termal iletkenlik katsayısı diğer araştırmacıların çalışmalarında bulunan değerlerle karşılaştırılmıştır. Sonuçlar oldukça kabul edilebilir değerlerde çıkmıştır. Bundan dolayı diyebiliriz ki kurulan deney düzeneğimiz doğru dizayn edilmiştir ve bu deney düzeneği kullanılarak farklı malzemelerin termal yayılım ve termal iletkenlik katsayıları bulunabilir. Anahtar kelimeler: Boşluk, Nanoakışkanlar, Aluminium Oxide, Termal iletkenlik, Sıcaklık salınım, Termal yayılım.