Effect of non-condensable gases on the adsorption properties of adsorbent porous media
Yoğuşamaz gazların gözenekli adsorban maddenin adsorpsiyon özellikleri üzerindeki etkisi
- Tez No: 383081
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CEMİL YAMALI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Hava gibi yoğuşamaz gazlar negatif göreli basınçlarda çalışan adsorpsiyon makinalarının içine sızabilmektedirler. Birçok adsorpsiyon soğutma/ısı pompası uygulaması negatif göreli basınçlarda çalıştığından dolayı, yoğuşamaz gazların adsorpsiyon özelliklerine etkilerinin araştırılması önem kazanmaktadır. Bu tezde, önceden belirlenen hava miktarları, doğal zeolit-su, Zeolit 13X-su ve silika jel-su adsorban-adsorbat çiftlerinin adsorpsiyon ve desorpsiyon süreçlerine havanın yarattığı etkileri incelemek için bir adsorban yatağı ve bir evaporatör/kondensörden oluşan bir deney düzeneğine enjekte edilmiştir. Değişen hava miktarları, değişik evaporatör/kondensör ve değişik adsorban sıcaklıklarıyla test edilmiştir. Adsorpsiyon ve desorpsiyon süreçleri, evaporatör/kondensör ile denge halindeyken, sırasıyla adsorbanın sıcaklığının belli sıcaklıklara düşürülmesi ve çıkarılması yoluyla başlatılmıştır. Evaporatör/kondensör sıcaklığı bu süreç boyunca sabit tutulmuştur. Farklı hava miktarları, evaporatör/kondensör sıcaklıkları ve desorpsiyon-adsorpsiyon çalışma sıcaklıklarında çalışan deneyler arasında karşılaştırmalar yapılmıştır. Adsorpsiyon ve desorpsiyon kapasiteleri ve havasız deneylere göre düşme miktarları, gaz (buhar ve hava) basıncı, gaz sıcaklığı ve ortalama adsorban sıcaklıklarının zamana göre değişimleri gösterilmiştir. Hava miktarının artmasıyla beraber son adsorpsiyon ve desorpsiyon kapasitelerinde önemli miktarda düşüş gözlenmiştir. Bu düşüşler, adsorpsiyon soğutma veya ısı pompalarının soğutma/ısıtma kapasitelerinde düşüşe neden olacaklardır. Hem adsorpsiyon hem desorpsiyon kapasitelerindeki düşüş, aynı hava miktarları için, yüksek evaporatör/kondensör sıcaklıklarında daha az gözlenmiştir. Adsorpsiyon kapasitelerindeki düşüş, zeolitler için logaritmik, silika jel için eksponansiyeldir. Aynı miktarda hava için, düşük desorpsiyon-adsorpsiyon sıcaklık aralığındaki deney, yüksek sıcaklık aralığındakine göre adsorpsiyon kapasitesinde daha fazla düşüş göstermiştir. Desorpsiyon kapasiteleri havanın varlığından daha fazla etkilenmişlerdir. Histerezis de hava miktarının artmasıyla artmıştır. Bu tezin sonucunda, hava sızdırmalarına karşı alınacak önlemlerin oldukça ciddiye alınmalarının gerekliliği sonucuna ulaşılmıştır; nitekim çok az miktarda hava bile (%0.3-0.9 atmosferik basınç) adsorpsiyon ve desorpsiyon performansını derinden etkileyebilmektedir.
Özet (Çeviri)
Non-condensable gases such as air can penetrate into adsorption machines that utilize adsorbates which work at negative gage pressures. As many adsorption cooling/heat pump applications involve such negative gage pressures, it becomes important to research the effects of such non-condensable gases on the adsorption properties. In this thesis, prescribed amounts of air have been injected into an experimental apparatus containing an adsorbent bed and an evaporator/condenser to observe the effects of air on the adsorption and desorption properties of natural zeolite-water, Zeolite 13X-water and silica gel-water adsorbent-adsorbate pairs, respectively. These different amounts of air have been tested at various evaporater/condenser and adsorbent temperatures. Adsorption and desorption processes were started by lowering and raising the adsorbent temperature to certain temperatures while at equilibrium with evaporator/condenser, respectively. Temperature of evaporator/condenser was held constant during that process. Comparisons are made between experiments with different air amounts, evaporator/condenser temperatures and desorption-adsorption working temperatures. Adsorption and desorption capacities and their reductions from no-air experiments, changes in gas (vapor and air) pressure, gas temperature and average adsorbent temperature over time are tabulated. Significant reductions in both final adsorption and desorption capacities have been observed with increasing amounts of air for all adsorbents, which will affect the cooling and heating capacity of an adsorption refrigerator/heat pump. Both adsorption and desorption capacities reduced less at higher evaporator/condenser temperatures for the same amount of air. Decay in adsorption capacity has been found to be logarithmic for zeolites and exponential for silica gel. Experiment with lower difference between desorption-adsorption temperatures has been found to be more affected than a higher one for the same amount of air. Desorption capacities have been found to be more affected by the presence of air. Hysteresis also increased with increasing amounts of air. It is concluded that precautions should be taken very seriously for avoiding penetration of air into an adsorption machine as only a small amount of residual air (0.3-0.9% of atmospheric pressure) can drastically reduce the adsorption and desorption performance.
Benzer Tezler
- Membranlarla gaz ayırma
Gas separation by membranes
İSMAİL BÜLBÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. BİRGÜL TANTEKİN ERSOLMAZ
- Isı borusu tabanlı bir atık ısı geri kazanım uygulaması
A heat pipe based waste heat recovery application
OYA YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAN KARABETOĞLU
- Göynük bitümlü şistinin demineralizasyonu ve pirolizi
The Demineralization and pyrolysis of Göynük oil shale
FİLİZ TÜZBÜK
- Düşey borularda su buharının yoğunlaşmasına yoğuşmayan gazların tesiri
The Effect of the non-condensable gases on the condensation of steam in the vertical pipes
İSAK KOTCİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1988
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. A. YÜCEL UYAREL
- A Study of steam assisted gravity drainage performance in the presence of non-condensable gases
Buhar yardımlı yerçekimsel drenaj uygulamasında yoğunlaşmayan gaz ilavesinin etkisi
SERHAT CANBOLAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERHAT AKIN