Fluidization and mixing characteristics of biomass particles in a bubbling fluidized bed
Biyokütle parçacıklarının kabarcıklı akışkan yataktaki akışkanlaşma ve karışım karakteristikleri
- Tez No: 176833
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT KÖKSAL, PROF. DR. HÜSEYİN VURAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Akışkan yatak, biyokütlenin yakılması ve gazlaştırılması için uygun bir teknolojidir. Yatak içerisinde meydana gelen hidrodinamik davranışın önceden bilinmesi, yakma veya gazlaştırma ünitesinin tasarımı ve çalışması için çok önemlidir. Sunulan çalışmada, biyokütle-silis kumu ikili karışımlarının kabarcıklı akışkan yataktaki hidrodinamik davranışları deneysel olarak incelenmiştir. Beş farklı biyokütle ve üç farklı parçacık büyüklüğüne sahip silis kumu ikili karışımları oluşturmak için kullanılmıştır. Kullanılan biyokütleler pirinç kabuğu, talaş, buğday sapı, fındık kabuğu ve zeytin posasıdır ve bu biyokütlelerin hepsi Türkiye için potansiyel enerji kaynaklarıdır. Yapılan çalışmada, biyokütlenin kütlesel yüzdesi ve silis kumu parçacık büyüklüğünün karışımın minimum akışkanlaşma hızı üzerindeki etkileri belirlenmiştir. İkili karışımların minimum akışkanlaşma hızı için literatürde bulunan korelasyonların sonuçlarıyla bu çalışmada elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Farklı biyokütle oranına ve farklı silis kumu büyüklüğüne sahip biyokütle-silis kumu ikili karışımlarının karışım ve ayrışma karakteristikleri incelenmiştir. Belirtilen karışımların akışkanlaşma ve kabarcık davranışları 2-boyutlu akışkan yatakta gözlemlenmiş ve yatak kararlı durumda çalışırken elde edilen görüntüler yatağın akışkanlaşma kalitesini sergileyen görsel öğeler olarak sunulmuştur.Pirinç kabuğu, buğday sapı ve talaşın karışımdaki kütlesel yüzdesi arttıkça karışımın minimum akışkanlaşma hızı artmaktayken zeytin posası ve fındık kabuğunun karışımdaki kütlesel yüzdesindeki değişimlerin minimum akışkanlaşma hızı üzerinde herhangi bir etkisi olmamıştır. Karışımdaki silis kumunun parçacık büyüklüğündeki artış, aynı biyokütle kütlesel yüzdesine sahip karışımların minimum akışkanlaşma hızında artışa neden olmuştur. Bütün biyokütle-silis kumu karışımları için kararlı rejim durumundaki yataktaki dikey karışım örüntüsü benzer bulunmuştur. Biyokütle parçacıklarının daha düşük özkütleye sahip olmalarından dolayı, akışkanlaşma sırasında, biyokütle parçacıkları yatağın üstünde, silis kumu ise yatağın alt kısmında birikmiştir. 2-boyutlu yatak deneyleri, biyokütle parçacıklarının silis kumuyla karıştırılmasının yatakta arzu edilen kabarcık davranışını sağladığını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Fluidized bed is a suitable technology for combustion and gasification of biomass materials. Hydrodynamics occurring in the bed is crucial for the design and operation of the combustion or gasification unit. In the present study, hydrodynamic behavior of binary mixtures of biomass-silica sand in a bubbling fluidized bed was experimentally investigated. Five different biomass materials and silica sand with three different particle sizes were employed to form binary mixtures. Biomass materials were rice husk, sawdust, wheat straw, hazelnut shell and olive cake which are all potential energy sources for Turkey. Effects of mass percentage of biomass and particle size of silica sand on minimum fluidization velocity of the mixtures were determined. Comparisons between results of the present study and predictions of available correlations proposed for minimum fluidization velocity of binary mixtures were carried out. Mixing and segregation characteristics of biomass-silica sand binary mixtures were investigated for mixtures having different mass fraction of biomass and different silica sand particle sizes. Fluidization and bubbling behaviors of mentioned mixtures were observed in a 2-D fluidized bed and images taken during steady-state operation of bed were presented as visual tools to guide fluidization characteristics of the bed.Mass percentage increase of rice husk, wheat straw and sawdust resulted in increase in minimum fluidization velocity of the mixture whereas change in mass fraction of olive cake and hazelnut shell had no effect on minimum fluidization velocity. Minimum fluidization velocity increased with increase of silica sand particle size for all biomass-silica sand mixtures having same mass percentage of biomass. Vertical mixing pattern in the bed at steady state conditions were found almost same for all biomass-silica sand mixtures. Biomass acted as flotsam and accumulated mostly at the top of the bed and silica sand acted as jetsam and accumulated mostly at the bottom of the bed. 2-D bed experiments showed that mixing biomass materials with silica sand provides desired bubbling behavior in the bed.
Benzer Tezler
- Investigation of emissions of fruit stones combustion in a fluidized bed combustion system
Akışkan yataklı yakma sisteminde meyve çekirdeklerinin yakılmasıyla oluşan emisyonların incelenmesi
BURÇAK KAYNAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSEL ATIMTAY
- Çan linyiti-dolomit ikili sistemini içeren akışkan yatakta karışma özellikleri
The Investigation of mixing of Çan lignite-dolomite binary system in a fluidized bed
OĞUZ KARVAN
- Bazı Türk linyitlerinin akışkan yatakta yanma özellikleri ve aglomerasyonlarının incelenmesi
Investigation of combustion characteristics and agglomeration of some Turkish lignites in a fluidised bed combustor
BİLGİN HİLMİOĞLU
- Metal madenciliğinde yeraltı açıklıkları için macun dolgu malzemelerinin araştırılması
The research of pastefill material for underground openings of metal mines
ÖMER FARUK UĞURLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT ATİLLA ÖZTÜRK
- Dikey tip akışkan yataklı kurutucuda silis kumun kurutma prosesinin incelenmesi
Analysis of drying process of silica sand in vertical type fluid bed dryer
AYSUN ŞENGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEN HAKSEVER
DOÇ. DR. SONER ÇELEN