Experimental investigation of agitation hydrodynamics and mixing-time of non-Newtonian solutions
Newtonumsu olmayan akışkanların karıştırma hidrodinamiğinin ve karışım zamanının deneysel olarak incelenmesi
- Tez No: 305093
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUSUF ULUDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Karıştırma hem büyük hem küçük ölçekli süreçlerin önemli bir parçasıdır ve gıdadan kozmetiğe, ilaçtan petrokimyaya, v.b. birçok üretim sürecinde kullanılmaktadır. Karıştırma sırasındaki parametrelerdeki değişiklikler (sıcaklık, viskozite, hız dağılımı, v.b.) üretim sürecini ve son ürünün kalite ve fiyatını etkilemektedir. Bu yüzden, bu parametreler, özellikle hidrodinamiğe bağlı olanlar, süreç boyunca yakından takip edilmelidir. İyi ve etkili bir karıştırmayı sağlamak için, tanktaki ?ölü noktalardan? kaçınmak için ileri derecede türbülans tercih edilir.Kimya sanayinde, karıştırma prosesleri genelde Newtonumsu olmayan kompleks çözeltileri içermektedir ki bu çözeltilerin karıştırma hidrodinamiği ve zamanı üzerine çalışmalar yapılmalıdır. Bu nedenle, bu çalışmada, karboksimetil selüloz (CMC) çözeltilerinin karıştırılması laboratuvar ölçekli bir karıştırma tankında incelenmiştir. CMC derişiminin ve karıştırma hızının, çözeltinin hidrodinamiği ve karıştıma zamanı üzerindeki etkileri detaylı olarak çalışılmıştır. Çalışmada kütlece yüzde 0.5, 1 ve 2'lik çözeltiler kullanılmıştır. Pervane hızları 150 rpm, 300 rpm ve 600 rpm arasında değiştirilmiştir.Karıştırma olayının hidrodinamiği akışkanlar dinamiğinde hızlı ve tahribatsız bir ölçüm tekniği olarak kullanılan Ultrasonik Dopler Hız Ölçüm (UDV) cihazı ile elde edilmiştir. Ayrıca, karıştırmanın tamamlanma süresi de çözeltinin iletkenlik ve derişimine bağlı bir korelasyon kullanılarak incelenmiştir.UDV sonuçları, akışın Rushton türbini ile oluşturulmuş tipik bir modele sahip olduğunu göstermektedir. Akışın ana özelliklerine göre, pervane yakınında radiyal bileşenler daha güçlüdür. Tank duvarları yakınındaki akış, temel olarak eksenel yönde tank tabanı ve üst bölümlerine doğrudur.Karıştırma zamanı ölçümleri, karıştırmanın tamamlanma süresi azalan pervane hızı ve artan çözelti derişimi (bir anlamda viskozite) ile arttığını göstermektedir. Farklı pervane hızları ve CMC derişimleri için tipik karıştırma süreleri 250-2600 saniye aralığındadır.
Özet (Çeviri)
Mixing is a crucial process for many large scale and small scale applications from food industry to cosmetics, from drug industry to petrochemical processes, etc. Changes in parameters (temperature, viscosity, velocity distribution, etc.) during the mixing affect the production process and the end product quality and the cost. Thus, these parameters, mostly the hydrodynamic parameters, should be monitored closely during the process. In order to ensure good and efficient mixing in the solution, high degree of turbulence is maintained while dead zones in the tank should be avoided.In chemical industry, the mixing processes generally involve complex solutions that exhibit non-Newtonian flow behavior that merits a study on the agitation hydrodynamics and mixing time. Thus, in this study agitation of carboxymethyl cellulose (CMC) solution in a laboratory scale mixing tank is investigated. The effects of CMC concentration and agitation speed on the hydrodynamics of the solution and mixing time are studied in detail. CMC concentrations studied are 0.5 wt%, 1 wt% and 2 wt%. Impeller speeds, on the other hand, are set as 150 rpm, 300 rpm and 600 rpm.The hydrodynamics of mixing can be studied easily by Ultrasound Doppler Velocimetry (UDV) which is a fast, non-invasive measuring technique in fluid dynamics. Also, the mixing time measurements were carried out through electrical conductivity of the agitated solution.UDV results show that the flow field has a typical pattern produced by the Rushton turbine. The main characteristics of the flow are that, in the impeller region radial components of the flow dominate. Near the wall flow occurs mainly in the axial direction towards the top and bottom of the tank.Mixing time measurements reveal that mixing time increases with decreasing impeller speed and with increasing solution concentration (i.e. viscosity). Typical mixing time values are in the range of 250-2600 seconds for different impeller speeds and CMC concentrations.
Benzer Tezler
- Experimental investigation of the agitation of complex fluids
Kompleks sıvıların karıştırılmasının deneysel olarak incelenmesi
ÖZGE YAZICIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ULUDAĞ
- Sıkıştırılmış sıvı kaynaması
Subcooled boiling
ZEHİR FATİH ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞARMAN GENÇAY
- Sempatik kıyı koruma yapısı olarak kazıklı dalgakıranların düzenli ve düzensiz dalgalar altındaki performanslarının ve üzerine gelen yüklerin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
TARKAN MUTLU
Doktora
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. SEDAT KAPDAŞLI
- Bir uçak kanadının hücum kenarına kuş çarpmasının düzgün parçacık hidrodinamiği kuş modeli kullanarak sayısal incelenmesi
Numerical investigation of bird strike on the leading edge of an aircraft wing using a smooth particle hydrodynamic bird model
MEHMET FURKAN SARIBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Havacılık MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAMİ KARADENİZ
- Performance of laminated glass subjected to blast and impact loading
Patlama ve darbe yüklemesine maruz kalan lamine camın yapısal performansı
MOHELDEEN HEJAZI
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ SARI