Bazı polimerler, alternatif yakıt kaynakları ve ikili karışımlarının yanma kinetiklerinin termogravimetrik analiz yöntemiyle incelenmesi
Investigation of combustion kinetics of some polymers, alternative fuel sources and their binary blends by thermogravimetric analysis
- Tez No: 216373
- Danışmanlar: PROF.DR. TÜLAY DURUSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: PVC, PEG, PMMA, Nylon 66, turba, bitümlü sist, pamuk sapı, yanma, kinetik, PVC, PEG, PMMA, Nylon 66, peat, oil shale, cotton stalk, combustion, kinetics
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Sunulan yüksek lisans tez çalısmasında; PS, PVC, PE, PEG, PMMA, Nylon 66, PP, turba, bitümlü sist, pamuk sapı ve karısımlarının yanma deneyleri 298-873 K sıcaklık aralığında, SETARAM TG DTA92 cihazı kullanılarak hava atmosferi altında yapılmıstır. Deney verilerinden yararlanılarak, Arrhenius ile Coats ve Redfern kinetik modelleri ile kinetik parametreler hesaplanmıstır. Denizli Çameli turbası ve Bolu Göynük bitümlü sistinin yanmasına, 5-30 K/dk aralığında ısıtma hızının etkisi, GAP bölgesine ait pamuk saplarına ise 5 K/dk ısıtma hızı uygulanarak, (88-100), (210-250), (250-420), (420-500) ?m tanecik boyut aralığındaki örnekler için tanecik boyut aralığının etkisi incelenmistir. Genel olarak, turba ve bitümlü sist örnekleri için ısıtma hızının artmasıyla, en yüksek ağırlık kaybının olduğu sıcaklık Tm, ve bu sıcaklığa karsı gelen hız değerlerinde (DTGm) artıs olduğu gözlenmistir. Toplam dönüsüm (TD) değerlerinin ise ısıtma hızının artmasıyla azaldığı gözlenmistir. Pamuk sapı örneklerinde, tanecik boyut aralığının artmasıyla, (420-500) ?m tanecik boyut aralığı haricinde, toplam dönüsüm (TD) değerlerinde artıs olduğu, DTGm ve Tm değerlerinde ise düzenli bir değisim olmadığı gözlenmistir. Tez kapsamında kullanılan bütün polimerlerin ve polimer/yakıt ikili karısımlarının yanma deneyleri 5 K/dk ısıtma hızı uygulanarak gerçeklestirilmistir. PVC, PMMA ve Nylon 66 polimerlerinin yanma profillerinde, iki ayrı hızlı ağırlık kaybı bölgesi görülürken, diğer polimerlerde tek bölge gözlenmistir. Bütün polimerlerde %95'in üzerinde TD değeri hesaplanmıs, en yüksek ağırlık kaybı hızı PS polimeri için 2.1025 mg/dk olarak bulunurken, PP örneği için 0.6368 mg/dk olarak bulunmustur. Polimer/yakıt ikili karısımlarının yanmasına karısma oranının etkisi; polimerlerin, sırasıyla; turba, bitümlü sist ve pamuk sapı ile (2/3), (1/1), (3/2) oranlarında karıstırılmasıyla gerçeklestirilmistir. Genel olarak, yakıtlara eklenen polimer oranının artmasının, karısımların TD, DTGm değerlerinde artısa neden olduğu görülmüs, bunun sonucunda polimerlerin, karısımların yanmasını katalizlediği tahmini yapılmıstır. Örneğin, (1/1) oranındaki PVC/pamuk sapı karısımında, DTGm değerinin 1.9772 mg/dk ile pamuk sapınınkinin (0.3754 mg/dk) yaklasık bes katı kadar bir değere ulastığı tespit edilmistir. Polimerler, yakıtlar ve polimer/yakıt ikili karısımlarının yanma deneylerinden elde edilen verilerden, Arrhenius ile Coats ve Redfern modelleri kullanılarak kinetik parametreler hesaplanmıstır. Genel olarak, Arrhenius modelinde reaksiyon derecesinin ?1? olduğu kabulü yapılarak hesaplanan E değerlerinin, reaksiyon derecesinin de hesaplandığı duruma göre daha düsük çıktığı tespit edilmistir. Her üç model ile yapılan hesaplamalardan, karısımlara eklenen yakıt oranının artmasının, karısımların aktivasyon enerjilerinin azalmasına sebep olduğu görülmüstür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, combustion processes of PS, PVC, PE, PEG, PMMA, Nylon 66, PP, peat, oil shale, cotton stalk and their blends were performed by increasing the temperature from 298 to 873 K, by using SETARAM TG DTA92 thermobalance apparatus under atmospheric conditions. The data arising from experiments were used for estimation of kinetic parameters for Arrhenius and Coats and Redfern kinetic models. Influence of heating rate in 5-30 K/min interval on the combustion of Denizli Çameli peat and Bolu Göynük oil shale and also influence of particle size interval on the combustion of GAP cotton stalk samples by applying 5 K/min heating rate for (88-100), (210-250), (250-420), (420-500) ?m particle size intervals were investigated. In general; for peat and oil shale samples due to the increase of heating rate it was observed that the temperature (Tm) corresponding the maximum weight loss and that of the rate value (DTGm) had increased. However, total conversion (TD) values were decreased due to the increase of heating rate. For cotton stalks, due to the increase of particle size interval, except in (420-500) ?m samples, TD values were increased but there were no regular change on the DTGm and Tm values. The combustion processes of all polymers and polymer/fuel binary blends used within the context of this thesis were performed in 5 K/min heating rate. It was observed that while combustion profiles of PVC, PMMA and Nylon 66 polymers were two-step, combustion profiles of all other polymer samples were one-step. TD values of all polymer samples were calculated as over %95. DTGm values of PS and PP samples were calculated as 2.1025 mg/min and 0.6368 mg/min respectively. The effect of blending ratio on polymer/fuel binary blends were performed by mixing the polymers in order of peat, oil shale and cotton stalk in the ratios of (2/3), (1/1), (3/2). In general; TD and DTGm values of blends were increased in all blending ratios with the increase of polymer ratio in the binary blends thus it was estimated that polymers made accelerative effect on combustion of blends. For example; for the (1/1) PVC/cotton stalk sample, DTGm was calculated as 1.9772 mg/min which was approximately quintuplicate of value that was calculated for cotton stalk (0.3754 mg/min). The kinetic parameters were estimated for Arrhenius and Coats and Redfern models by utilizing data obtained from the combustion experiments of polymers, fuels and binary blends of polymer/fuel samples. Generally; calculated apparent activation energies (E) by assuming the reaction order ?1? in Arrhenius model were smaller than the values which were calculated with no reaction order assumption. From the calculations done with each three model, it was seen that increase of the fuel ratio in blends was caused the decrease on activation energies.
Benzer Tezler
- Fabrication of polymer-bioactive glass nanocomposite materials in bone tissue engineering applications
Kemik doku mühendisliği uygulamaları için polimer–biyoaktif cam nanokompozit malzemelerin üretilmesi
SEZA ÖZGE GÖNEN
Doktora
İngilizce
2016
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
DOÇ. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Biogas recovery during anaerobic treatment of lignocellulose-rich pollutants with high sulphate content: an investigation via innovative applications
Yüksek sülfat içerikli lignoselüloz bakımından zengin kirleticilerin havasız arıtımı sırasında biyogaz geri kazanımı: yenilikçi uygulamalarla bir araştırma
EDA YARSUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- An easy way to modify triglyceride oils for oil-based binder preparation
Yağ temelli bağlayıcı üretimi için trigliserid yağların modifikasyonunda kolay bir yöntem
DİDEM AYCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TUNCER ERCİYES
- Syntheses, characterizations, and device fabrications of organic molecules for energy storage devices
Enerji depolama cihazlarında kullanılmak üzere organik moleküllerin sentezi, karakterizasyonu ve cihaz uygulamaları
SEBAHAT TOPAL
- Synthesis and encapsulation of nanosilica with poly(AAm-ko-AMPS) and application on viscose fabric for pilling
Nanosilika sentezi ve poli(AAm-ko-AMPS) ile kapsüllenmesi,viskon kumaşların tüylenme sorununun giderilmesi
EBRU ÇELEBİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ