Mathematical modeling and simulation of suspension droplet drying
Süspansiyon taneciği kurumasının matematiksel modellemesi ve simülasyonu
- Tez No: 582104
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ULUDAĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Sprey kurutması, akışkan yataklı kurutma vb. kurutma prosedürleri yaygın olarak kullanılan endüstriyel uygulamalardır. Bu tür uygulamalar, kurutma sürecinin fiziksel şartlarına bağlı olan ve bu şartların üretim sürecinde kontrol edilebilir olmasına gerek duyan deterjan tozu ve kurutulmuş süt gibi farmasötik ve toplu halde üretilen ürünlerin üretimini amaçlamaktadır. Bu çalışmanın amacı nano ölçekte SiO2 partikülleri içeren su damlacığının kuruma kinetiğinin modellenmesi ve birbirine bağlı ısı ve kütle transferi süreçlerinin bilgisayar programı yardımıyla simüle edilmesidir. Kuruma süreci boyunca gerçekleşen ana fiziksel mekanizmalar genel olarak, ısının öncelikle sabit özelliklere sahip bir hava akımı konveksiyonu ile sonra da kondüksiyon ile parçacığın iç kısmına iletimi ve suyun sıvı yüzeyinden buharlaşması, eş zamanlı olarak buharlaşmadan dolayı damlacık boyutu küçülürken sıvı moleküllerin katı partiküllerle beraber difüzyonu ve bunun sonucunda sıvı yüzeyinde katı madde birikmesi sonucu bir kabuk yapısının oluşması olarak özetlenebilir. Islak kabuk yüzeyi iç yüzeyden yapışan partiküllerle genişlerken, bir noktadan sonra kabuk yapısı geri çekilen su moleküllerinin oluşturduğu kapiler kuvvete dayanabilir hale gelir ve kabuk yüzeyinin geri çekilmesi sona erer. Bu aşamadan sonra su yüzeyi buharlaşmanın etkisiyle merkeze doğru geri çekilmeye devam ederken, merkezdeki viii su molekülleri de buharlaşma yüzeyine doğru transfer difüzyonuna uğrar ve ilk andaki katı miktarının parçacık hacmini tamamen dolduramayacağından dolayı parçacığın iç tarafında boşluklu bir yapının oluşmasına sebep olur. Bu çalışmada odak noktası süspansiyon damlacığın sıvı yüzeyi katı partiküllerin gerisine çekildikten sonraki süreçteki kuruma kinetiği olacaktır. Nihayetinde parçacıkta bulunan tüm su molekülleri buharlaşır ve ilk durumdaki katı miktarına bağlı olarak tam dolu ya da boşluklu bir parçacık morfolojisi elde edilir.
Özet (Çeviri)
Drying procedures like spray drying, fluidized bed drying etc. are widespread industrial applications. Such procedures mainly aim to produce high value pharmaceuticals and bulk commodities such as dried milk and detergent powders, which require controlled physical properties that are dependent on the drying process that they are subject to. The aim of this study is to model the kinetics of water droplet drying containing nanosized SiO2 particles and simulate the coupled heat and mass transfer processes via a computer program. The main physical mechanisms involve initial transfer of heat by convection from flowing air with constant properties and then thermal conduction and evaporation of water from the liquid interface, simultaneous diffusion of liquid and nanoparticles leading to agglomeration of solid particles near liquid interface and eventually formation of a shell structure, while a shrinkage in droplet size occurs. As the wet shell region widens with adhering nanoparticles from the inner region, at a certain point shell strength becomes able to sustain the capillary forces exerted by receding water and consequently solid particles in the shell region ceases to recede. Beyond this point, liquid interface recedes towards the center as water evaporation still continues through vi the pores of the dry crust region, which was a part of former wet shell itself. On the other hand, transfer diffusion of water molecules at the center of the particle towards the evaporation front causes a vacant region to form in the middle, provided that initial amount of solid particles is not sufficient to fill the entire volume of the dried structure. The essential focus in this study is on the kinetics of suspension droplet drying after the liquid interface recedes behind solid particles, namely the dry crust. Eventually all water molecules evaporate from the inner region of the particle leading to either a solid or hollow particle morphology depending on the initial solid fraction.
Benzer Tezler
- Dynamic modeling and simulation of an automatic washing machine suspension system
Başlık çevirisi yok
İ. TAHSİN SÜMER
- Raylı sistem araçlarının titreşimlerinin elektrik-mekanik analoji ile modellenmesi ve simülasyonu
Modeling and simulation of vibrations of rail system vehicles by using electrical-mechanical analogy
FATİH PEHLİVAN
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL ESEN
- 6x6 elektrikli bir aracın aktif süspansiyon sisteminin matematiksel modeli ve optimizasyonu
Mathematical model and optimization of the active suspension system of a 6x6 electric vehicle
BERK AYDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Otomotiv MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET YILDIZ
- Numerical modeling of re-suspension and transport of fine sediments in coastal waters
Kıyı sularında ince sediment taşınımının ve asılı hale gelmesinin matematiksel modellenmesi
EROL KARADOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ÖZHAN
- Yüksek hızlı trenin rüzgâr ve esnek zemin etkisi altındaki titreşimlerinin yapay zekâ algoritmaları ile aktif kontrolü
Active control of high speed train vibrations under wind and flexible foundation using artificial intelligence algorithms
MUSTAFA EROĞLU
Doktora
Türkçe
2023
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP KOZAN