Partiküllerin boyutsal sınıflandırılmasında gaz-katı partikül 2 fazlı akışın sayısal incelenmesi
Numerical analysis of gas-solid particule two phase flow for size classification of particules
- Tez No: 114617
- Danışmanlar: PROF. DR. HAŞMET TÜRKOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 231
Özet
PARTIKÜLLERIN BOYUTSAL SINIFLANDIRILMASINDA GAZ-KATI PARTİKÜL İKİ FAZLI AKIŞIN SAYISAL İNCELENMESİ (Doktora Tezi) Aydın KARABEY GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Şubat, 2001 ÖZET Bu çalışmada, toz metalürji yöntemleriyle üretilen değişik büyüklüklerdeki metal tozlarann boyutsal olarak smıflandırılmasmda görülen gaz-katı partikül iki fazlı akışm sayısal incelenmesi yapılmıştır. Buradaki temel amaç, sürekli fazı oluşturan hava ile dağınık fazı oluşturan partiküllerin akış alam içerisindeki hareketlerinin analiz edilmesi ve sonuç olarak partiküllerin boyutsal sınıflandırılması için gerekli olan çalışma şartlarının belirlenmesidir. Gaz-katı partikül iki fazlı akış Eulerian-Lagrangian metodu ile formüle edilerek, PSI-CELL yöntemi ile sayısal olarak çözülmüştür. Sürekli faz içerisindeki türbülansı modellemek için standart k-e modeli kullanılmıştır. Sayısal çözüm için geliştirilen bilgisayar programı literatürdeki çalışmaların simülasyonlan için kullanılarak test edilmiş ve programın bu tipte akışları simüle edebileceği doğrulanmıştır. Yapılan çalışmada sözü edilen iki fazlı akışı simüle etmek amacıyla; Partikül giriş noktasının yükseldiğinin annulus hidrolik yarıçapına oram H/L, partikül çapının annulus hidrolik yarıçapına oranı, d/L, akışkan yoğunluğunun partikül yoğunluğuna oranı, p /pp, hava giriş hızının partikül giriş hızına oram, Vf/Upo, akışm Reynolds sayısı, Re ve partikül kütlesel debisinin akışkanın kütlesel debisine oram (yükleme oram), m, boyutsuz parametrelerinin değişimlerinin akışa etkileri incelenmiş ve sınıflandırma sisteminin verimli çalışması için uygun değerler belirlenmiştir.Yapılan simülasyonlar neticesinde: Büyük boyutlu partiküllerin küçük boyutlu partiküllere oranla aynı akış şartlarında daha uzak mesafelere gittiği tespit edilmiştir. Küçük boyutlu partiküllerin sürükleme ivmesi, büyük partiküllerin sürükleme ivmesine göre daha fazla olduğundan küçük boyutlu partiküllerin radyal yöndeki hızları daha çabuk azalarak bu yönde daha az yol almaktadırlar. Reynolds sayışırım artmasıyla, havanın hızı ve partiküllere etkiyen sürükleme kuvveti artmakta, böylece partiküllerin radyal yöndeki hızları daha çabuk azalmaktadır. Ayrıca, hava hızının artmasıyla partiküller daha hızlı bir şekilde akış alanının dışına taşındıklarından, partiküller daha yakın mesafelere düşmektedir. Partikül yoğunluğunun sürekli faz yoğunluğuna oram (p /pp) gaz-katı partikül iki fazlı akışlarda önemli bir parametredir. Yoğunluğu fazla olan partiküller daha uzak mesafelere düşmektedir. Partikül yoğunluğunun artması, partikül üzerindeki birim kütleye düşen sürükleme kuvvetini azaltmaktadır. Böylece, akış alanına aynı hızla giren partiküllerden daha ağır olanlar daha geç yavaşlayarak radyal yönde daha fazla yol almaktadırlar. Bu çalışmada ele alman hız oranının (Vh/Upo) artmasıyla partikül giriş hızı azalmaktadır. Partikül giriş hızı azaldıkça, partiküller akış alanında daha az yol alarak daha yakın mesafelere düşmektedir. Yükleme oranının artmasıyla akış alanına giren partikül miktarı artmakta ve havanın her bir partikül üzerindeki etkisi azalmaktadır. Böylece, yükleme oranının artmasıyla partiküller daha uzak mesafelere düşmektedir. Partikül giriş yükseldiğinin değişimi belirli aralıklarda partiküllerin düşme mesafelerini değiştirmemekle birlikte, büyük giriş yüksekliklerinde partiküller geriye dönüş hareketi yapmakta, düşük giriş yüksekliklerinde ise partiküller radyal yöndeki hızlan sıfır olmadan akış alanım terk etmektedir. Bilim Kodu : 625.04.03 Anahtar Kelimeler : İki-fazlı akış, gaz-katı partikül akışı, türbülans, k-e modeli, SAD simülasyonu, Eulerian-Lagrangian formülasyonu Sayfa Adedi : 208 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Haşmet TÜRKOĞLU
Özet (Çeviri)
m NUMERICAL ANALYSIS OF GAS-SOLID PARTICULE TWO PHASE FLOW FOR SIZE CLASSIFICATION OF PARTICULES (Ph. D. Thesis) Aydm KARABEY GAZİ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY February, 2001 ABSTRACT In this study, gas-solid particule two-phase flow in the systems used for classification of different size particulles for powder metallurgy applications was analyzed numerically. The main goal of this work is to analyze the motions of both continuous and dispersed phases and consequently, determine the optimum values of system parameters and operating conditions for particule classification systems. Eulerian-Lagrangian approach was used to model the flow. PSI-CELL method was employed for numerical solutions. The turbulence in continuous phase was modeled by using standart k-e model together with appropriate wall functions. A computer program was developed for simulation of gas-solid particle two- phase flows. This computer program and model used were tested by comparing the results with works found in literature. It was confirmed that both the model and the program could simulate such flows with reasonable accuracy. In this study, to simulate the considered flow, the effect of changes on the predetermined dimensionless parameters such as; the ratio of the height of particule entrance port to the annulus hyraulic radius, H/L, the ratio of partikül diameter to the annulus hyraulic radius, d/L, the ratio of the air density to the particule density, p fpp, the ratio of inlet velocity of air to the inlet velocity of particule, Vf/Upo, flow Reynolds number, Re and the ratio of mass flow rate of gas to the mass flow rate of particules (loading ratio), m, on the particle motion were examined and optimum operating conditions of the classification system were determined.IV By the simulations made, followings were concluded: For the same flow conditions, larger particles travel further, compared with the smaller ones. Since drag acceleration of the smaller particules are greater than that of larger particules, radial velocities of smaller particules decrease faster than larger ones and hence, smaller particules travel less distances in the radial direction. As Reynolds number increases, the velocity of air increases, so does the drag acceleration of particules. Thus, the radial velocity of particules decrease faster. Also, as air velocity increases particules are carried to outlet of flow domain faster and particules fall closer to the entrance port. The ratio of gas density to the particule density (p/pp) is an important parameter in gas-solid two phase flows. Particules with a greater density, travel further. As particule density increases, the drag force per unit mass of the particule decreases. Thus, the heavier particules decelarate slower and travel further in radial direction. As the velocity ratio (fVUpo) increases, particule inlet velocity decreases. As particule inlet velocity decreases, the distance taken by the particules in radial direction decreases too. The number of particules entering to the flow field increases as loading ratio increases. This lessens the affect of air flow on individual particle. Thus, particules travel further away from the entrance point in radial direction. The change in height of particule entrance point doesn't change the distance, traveled by the particules in radial direction, much. But, after a specific value, inreasing the height causes particules to move backward. Decreasing the height of the particle inlet port under a certain value causes the particules to leave the flow field before particules' radial velocity components reduce to zero. Science Code : 625.04.03 Key Words : Two-phase flow, gas-solid particulate flow, turbulence, k-E modeling, CFD simulation, Lagrangian-Eulerian approach Page Number : 208 Adviser : Prof. Dr. Haşmet TÜRKO?LU
Benzer Tezler
- Optical nanoparticle filtering by using radiation forces
Radyasyon kuvvetleri kullanarak optik nanoparçacık filtrelemesi
ŞEYMA ARSLANYÜREK
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SALİH DİNLEYİCİ
- Preparation and characterization of polymer composites containing boron compounds
Bor bileşikleri içeren polimer kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
ELİF TOPÇUOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ
- Püskürtmeli kurutma ve termal bozunma prosesleri ile ZnO esaslı partiküllerin ve kompozit yapıların sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Characterization and synthesis of ZnO based particles and composite structures via spray drying and thermal decomposition processes
ŞEYMA DUMAN
Doktora
İngilizce
2016
Seramik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL
- SiC takviyeli AlSi7Mg2 metal matrisli kompozit malzemelerin işlenebilirliğinin araştırılması
Research on the machinability of SiC reinforced AlSi7Mg2 metal matrix composite materials
İSMAİL ERHAN KUTSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiBatman ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAHYA HIŞMAN ÇELİK
PROF. DR. EROL KILIÇKAP
- The effect of borax addition to poly(methyl methacrylate)
Boraks takviyesinin poli(metil metakrilat) üzerindeki etkisi
YUSUF YİĞİT
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN