Geri Dön

Modeling and numerical analysis of single droplet drying

Tek damlacık kurumasının modellenmesi ve nümerik çözümlemesi

  1. Tez No: 166884
  2. Yazar: NESİP DALMAZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ÖNDER ÖZBELGE, YRD. DOÇ. DR. YUSUF ULUDAĞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Sprey kurutma, tek damlacık, modelleme, sabit farklar metodu, değişken pozisyonlu sınır vıı, Spray drying, single droplet, modeling, finite difference method, moving boundary
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 135

Özet

Öz TEK DAMLACIK KURUMASININ MODELLENMESÎ VE NÜMERİK ÇÖZÜMLEMESİ DALMAZ, Nesip Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Tez Yöneticisi: Prof. Dr. H. Önder ÖZBELGE Yardımcı Tez Yöneticisi: Y. Doç. Dr. Yusuf ULUDAĞ Ağustos 2005, 120 sayfa Sprey kurutucularının modellenmesinde kullanılabilecek yeni bir tek damlacık kuruma modeli geliştirilmiştir. Isı ve kütle transferi denklemleri yardımıyla, değişken pozisyonlu buharlaşma yüzü yaklaşımı kullanılarak, tek damlacığın sabit ve azalan hız rejimlerindeki kuruma davranışı tanımlanmaya çalışılmıştır. Sabit ve azalan hız rejimleri için. Değişken Grid Ağı (VGN) ve Değişken Zaman Aralığı (VTS) algoritması adlî iki farklı nümerik çözüm metodu, değişken pozisyonlu sınır analizinin gerekleri göz önünde bulundurularak geliştirilmiştir. Modelin geçerliliğini sınamak amacıyla silisyum dioksit (S1O2), yağsız süt ve sodyum sülfat dekahidrat (Na2SO4-10H2O) damlacıklarına ait deneysel ağırlık ve sıcaklık ölçümleri model vısonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Bunun yanında, algoritmalarda kullanılan döngülerin doğru çalışması gereği düşünülerek nümerik parametrelerin uygun değerleri araştırılmıştır. Geliştirilen model 101°C de ve 178°C de kurutulan silisyum dioksit (Si02) damlacıklarıyla 50°C de ve 90°C de kurutulan süt damlacıklarına ait ağırlık ve sıcaklık değerlerini başarıyla hesaplamıştır. Ancak, 90°C de ve 1 10°C de kurutulan sodyum sülfat dekahidrat (Na2SO4-i0H2O) damlacıklarına ait ağırlık ve sıcaklık değerlerini hesaplamada model başarısız olmuştur. Bunun temel nedeni olarak, modelin saf suya ait olan ve katı-sıvı etkileşimlerini gözardı eden bir buhar basıncı denkliği kullanması öngörülmüştür. Ancak, geliştirilen model yüksek çözünürlüğe sahip katı-sıvı etkileşimi güçlü damlacıklara ait kuruma geçmişini belirlemeye uygun bir buhar basıncı denkliğini az bir çabayla kullanmayı sağlayacak esnekliğe sahiptir. Damlacıkların kritik ağırlık temel alınarak hesaplanan ilk andaki çaplan ? 1.5-2.0 mm olarak bulunmuş olup, bu değerler deneysel sonuçlarla uyum göstermiştir. Sonuç olarak, bu çalışma farklı damlacıklara ait kuruma geçmişini belirlemede kullanılabilecek olan yeni ve güvenilir bir model ortaya çıkarmıştır.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT MODELING AND NUMERICAL ANALYSIS OF SINGLE DROPLET DRYING DALMAZ, Nesip M.Sc, Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. H. Önder ÖZBELGE Co-Supervisor: Asst. Prof. Dr. Yusuf ULUDA? August 2005, 120 pages A new single droplet drying model is developed that can he used as a part of computational modeling of a typical spray drier. It is aimed to describe the drying behavior of a single droplet both in constant and falling rate periods using receding evaporation front approach coupled with the utilization of heat and mass transfer equations. A special attention is addressed to develop two different numerical solution methods, namely the Variable Grid Network (VGN) algorithm for constant rate period and the Variable Time Step (VTS) algorithm for falling rate period, with the requirement of moving boundary analysis. For the assessment of the validity of the model, experimental weight and temperature histories of colloidal silica (SİO2), IVskimmed milk and sodium sulfate decahydrate (Na2SO4-10H2O) droplets are compared with the model predictions. Further, proper choices of the numerical parameters are sought in order to have successful iteration loops. The model successfully estimated the weight and temperature histories of colloidal silica, dried at air temperatures of 101°C and 178°C, and skimmed milk, dried at air temperatures of 50°C and 90°C, droplets. However, the model failed to predict both the weight and the temperature histories of Na2SO4-10H2O droplets dried at air temperatures of 90°C and 1 10°C. Using the vapor pressure expression of pure water, which neglects the non-idealities introduced by solid-liquid interactions, in model calculations is addressed to be the main reason of the model resulting poor estimations. However, the developed model gives the flexibility to use a proper vapor pressure expression without much effort for estimation of the drying history of droplets having highly soluble solids with strong solid-liquid interactions. Initial droplet diameters, which were calculated based on the estimations of the critical droplet weights, were predicted in the range of 1.5-2.0 mm, which are in good agreement with the experimental measurements. It is concluded that the study has resulted a new reliable drying model that can be used to predict the drying histories of different materials.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    546322

    Development of an integrated lab-on-a-chip (LOC) platform for multidrug effect analysis

    Çoklu ilaç etkisi analizi için entegre bir çip üstü laboratuvar platformunun geliştirilmesi

    ALİ CAN ATİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALUK KÜLAH

    DOÇ. DR. ENDER YILDIRIM

  2. Tez No

    507794

    Numerical model of flue gas desulfurization spray tower in power plant

    Enerji santrallerinde baca gazı kükürt arıtma sistemlerinin nümerik modeli

    OSMAN GÖZÜTOK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. BAYRAM ÇELİK

  3. Tez No

    838083

    Gemilerde kullanılan seçici katalitik indirgeme sistemlerinde tortu oluşumunun ve azot oksit indirgeme performanslarının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

    Experimental and numerical investigation of urea-deposit formation and nitrogen oxide reduction performances in selective catalytic reduction systems used on marine vessels

    TALAT GÖKÇER CANYURT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA ERGİN

  4. Tez No

    855735

    Numerical investigation of dropwise condensation on plain and functional surfaces

    Fonksiyonal ve desenli yüzeyler üzerinde damlacıklı yoğuşmanın sayısal inçelemesi

    HOSSEIN MOHASSEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Mekatronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ KOŞAR

    DOÇ. DR. ABDOLLALI SADAGHIANI

  5. Tez No

    532934

    Numerical analysis of additive manufacturing of maraging steel

    Yüksek dayanımlı çeliğin 3 boyutlu yazıcı ile imalatının sayısal analizi

    MOBIN MAJEED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT VURAL

Geri Dön