Geri Dön

Numerical solution of heat and mass transfer equations for freezing of liquid foods

Sıvı gıdaların dondurulması sürecinde ısı ve kütle transfer denklemlerinin sayısal çözümü

  1. Tez No: 28339
  2. Yazar: TESLİME MAHMUTOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ESİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Meyve Sularının Dondurulması, Silindirik Eksenler, Sıcaklık Dağılımı, Konsantrasyon Dağılımı, Ara Yüzeyin Hareketi, Değişken Aralıklı Ağ Yaklaşımı, Freezing of Juices, Cylindrical Coordinates, Temperature Distribution, Concentration Distribution, Interface Movement, Variable Space Network Approximation
  7. Yıl: 1993
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 166

Özet

Öz SIVI GIDALARIN DONDURULMASI SÜRECİNDE ISI VE KÜTLE TRANSFER DENKLEMLERİNİN SAYISAL ÇÖZÜMÜ MAHMUTO?LU, Teslime Doktora Tezi, Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı Tez Yöneticisi: Prof.Dr. Ali ESİN Aralık, 1993, 148 sayfa. Bu çalışmada, 90 mm çapında bir silindirik kapta, -6.5, -8.2, -10.2 ve -14.2 °C sıcaklıklarda dondurulan havuç suyunun (8 °Brix), faz kalınlıkları ve ara yüzeyin konumu ile birlikte, zamana karşı değişen sıcaklık ve konsantrasyon dağılımları çalışıldı. Isı ve kütle transferi bir hareketli sınır problemi olarak formüle edildi. Elde edilen deneysel veriler, ilgili sınır koşullarıyla değişken aralıklı ağ yaklaşımı kullanılarak ısı ve kütle transferini matematiksel olarak göstermek için kullanıldı. Donmuş bölgenin kalınlığı arttıkça, katı fazdaki sıcaklık dağılımının katı fazın ısıl difüzyonunun artan katkısına bağlı olarak azaldığı gözlendi. Konsantrasyon, dondurma işleminin sonlarına doğru silindir merkezi civarında hızlı bir artış göstererek yaklaşık 25 °Brix değerine kadar yükseldi. Ayrıca, levhalardan farklı olarak, arayüzeyin merkeze doğru ilerleme hızının, donma işlemi merkeze yaklaştıkça, arttığı görüldü. Kuramsal ve geçerli değerlendirmeler ile uygun sınır koşulları kullanılarak deneysel değişimleri öngörecek bir sayısal çözüm yapıldı. Silindirin merkezinde çok küçük bir bölge ve deneysel donma süresindeki gecikme dışında, değişken aralıklı ağ yaklaşımının, deneysel sonuçlan oldukça iyi öngörebildiği bulundu. Merkez dolayındaki sapmaların, sayısal çözümde sabit olarak alman donma noktasının gerçekte konsantrasyon arttığı için düşmesindenkaynaklandığı düşünüldü. Öbür taraftan, arayüzeyin iki tarafındaki konsantrasyon dağılımı için bir faz dengesi sabiti tanımlandı ve bulundu. Yapılan çalışmaların ışığında, silindir merkezi çevresinde donma işleminin sonlarına doğru olan arayüzey hareketi ile sıcaklık ve konsantrasyon değişimlerinin daha özel bir çalışma gerektirdiği anlaşıldı.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT NUMERICAL SOLUTION OF THE HEAT AND MASS TRANSFER EQUATIONS FOR FREEZING OF LIQUID FOODS MAHMUTO?LU, Teslime Ph.D. in Food Engineering Supervisor: Prof.Dr. Ali ESİN December, 1993, 148 pages. In this study, the transient temperature and concentration profiles for carrot juice ( 8 °Brix ) subjected to freezing at -6.5, -8.2, -10.2 and -14.2 °C freezer temperatures in a cylindrical container (90 mm in diameter) were obtained, together with the thickness of the phases and the interface position. The transfer of heat and mass was formulated as a moving boundary problem. The data were used to simulate the phenomena through the heat and mass transport equations employing the variable space network approximation technique with the relevant boundary conditions. It was observed that the temperature gradient in the solid phase became smoother as the thickness of the frozen layer increased owing to the increasing contribution of the solid phase thermal diffusivity. The concentration profiles exhibited a sudden increase around the core towards the completion of the freezing, achieving a value of about 25 °Brix. Further, contrary to the slabs, the rate of propagation of the interface towards the center was accelerating as its distance from the center was decreasing. Results of the numerical analysis were made to represent the experimental profiles after thorough theoretical and practical analyses and boundary conditions. Excluding the vicinity of the core volume and a negligible time lag, the behavior was well represented by the variable space network approximation method. inThe deviations at the core are believed to be the consequence of the increased solute concentration which in turn affects the freezing point, taken at an average value in the numerical solution. On the other hand, with the concentration profiles, a phase equilibrium constant was defined and determined. In the light of the work undertaken it was observed that the trends of interface movement and, temperature and concentration profiles within the core volume towards the termination of the process requires special treatment.

Benzer Tezler

  1. Güneş enerjili kendinden pompalı sıcak su sisteminin analiz ve simülasyonu

    Analysis and simulation of a two phase self pumping solar water heater

    TUNCAY GÜVEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1992

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. A. NİLÜFER EĞRİCAN

  2. Kanat profili üzerinde oluşan buzun iki boyutta matematiksel modellenmesi ve sayısal çözümü

    Two dimensional mathematical modelling and numerical solution of accumulated ice on wing profiles

    RAMAZAN DÖKME

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET CİHAT BAYTAŞ

  3. Termal enerji depolama sistemlerinde kullanılan ve faz değişimi yapan kapsüllerde ısı transferinin incelenmesi

    Investigation of heat transfer in the phase changing capsules used in thermal energy storage systems

    ZAFER GEMİCİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. A. NİLÜFER EĞRİCAN

  4. Bir nükleer kaza sonrası doğal taşınım ile ısı çekiminin sayısal olarak incelenmesi

    A Numerical study on the post-accident heat removal with convction in nuclear reactors

    Y.TUBA ERDEM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Y.DOÇ.DR. CİHAT BAYTAŞ

  5. Thermoelastic stability analysis of solidification of pure metals on a coated planar mold of finite thickness: Effects of the coating layer

    Katılaşma sürecinde gözlemlenen kararsızlık mekanizmasının analizi: Kalıp yüzeyi kaplama tabakasının etkileri

    MEHMET HAKAN DEMİR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FARUK YİĞİT