Modeling kinetics and thermodynamics of amine based fuel and oxidizer interactions
Amin bazlı yanıcı ve oksitleyici etkileşiminin kinetik ve termodinamiğinin modellenmesi
- Tez No: 704850
- Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ ÜNER, PROF. DR. VİKTORYA AVİYENTE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 181
Özet
Bu çalışmada, roket motorlarında kullanılan hipergolik sıvı yakıt çiftlerinin yanması öncesindeki alevlenme gecikmesi zamanı üzerinde etkili parametreler modellenmesi çalışılmıştır. Hipergolik yanma, hipergolik sıvı yakıt çiftinin karışması esnasında açığa çıkan ısı enerjisi ile buhar fazına geçen yakıt çiftinin gaz fazı reaksiyonları ile başlamaktadır. Karışım ısısının karışımın son sıcaklığı ve türlerin sıvı ve buhar fazlarındaki dağılımındaki rolünü anlamak için bir model çalışması yürütülmüştür. Hipergolik yakıt çiftine benzerliği ve literatür verilerinin erişilebilirliği göz önünde bulundurularak su ve nitrik asit model bileşenleri olarak seçilmiştir. Seçilen ikili sıvı karışımlarının artık molar Gibbs serbest enerjilerini ve sistemin sıvı – buhar dengesini tahmin etmek için iki katsayılı Margules, van Laar ve UNIFAC ikili aktivite katsayısı modelleri kullanılmıştır. Bununla birlikte, karışım esnasındaki entalpi, entropi, Gibbs serbest enerjisi ve bağlanma enerjilerinin tahmin edilmesi için yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) tabanlı Gaussian09 yazılımı ile hesaplamalar yapılmıştır. Bileşenlerin karışım ısısını ölçmek için basit bir kalorimetre sistemi kurulmuştur. Bu deneylerden elde edilen veriler, tahminler ile kıyaslanmıştır. Deneysel veri ve DFT yöntemleri ile elde edilen veri karşılaştırılmıştır. Her iki yöntemle elde edilen karışım ısılarının kompozisyona bağlı benzer eğilim gösterdiği görülmekle birlikte DFT ile elde edilmiş tahminlerin kalorimetre ile elde edilmiş verilerden yaklaşık 8 kat daha büyük olduğu görülmüştür. Bu çalışmada ortaya çıkarılan yöntem, yakıt çiftinin karışım ve sıvı – buhar faz davranışlarını ve alevlenme gecikmesini tahmin etmek amacı ile genişletilebilir.
Özet (Çeviri)
This study is conducted to develop a model for the parameters that determine the ignition delay time during hypergolic combustion of liquid bipropellants in rocket engines. Hypergolic combustion utilizes the heat of mixing between the fuel and the oxidizer for ignition. A model study is conducted in order to understand the role of heat of mixing on the final temperature and final distribution of species between a vapor and a liquid phase. Water and nitric acid were selected as model compounds, due to the availability of the data and similarity of the system to binary liquid propellants. In order to be able to generalize the conclusions, alternative methods were used to obtain mixture state energies and vapor-liquid equilibrium data. Two constant Margules, van Laar and UNIFAC binary activity coefficient models were used to estimate both excess Gibbs free energy of the selected mixture and its vapor-liquid equilibrium. Moreover, density functional theory (DFT) estimations were performed using Gaussian09 software to estimate enthalpy, entropy, Gibbs free energy and binding energy upon mixing. The predictions were compared to the experimental data. A simple calorimetry system was constructed to measure the mixing enthalpy. The measured values are compared with the estimations. The experimental heat of mixing data was compared with DFT results. Although the estimations showed similar behavior in trend, it was shown that the estimations by DFT is almost eight times larger in magnitude than experimental results. Estimation models were also used and compared with the experimental data. The methodology developed in this study can be extended to estimate the behavior of binary liquid propellants and their ignition delay times.
Benzer Tezler
- Computer-aided exergy and energy analysis of the vacuum distillation unit
Vakum distilasyon ünitesinin bilgisayar destekli ekserji ve enerji analizi
SENA KURBAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YAMAN
- Multiscale modeling and study on the exfoliation and electronic properties of functionalized graphene analogs
Fonksiyonlaştırılmış grafen analoglarının yapraklanması ve elektronik özellikleri üzerine çok ölçekli modelleme
BERKAY SÜTAY
Doktora
İngilizce
2016
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiFizikokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE YURTSEVER
- Yalıtım malzemesi enjeksiyon süreci optimize edilmiş yeni bir buzdolabı kabini tasarımı
Designing a new refrigerator cabinet based on optimization of the insulation material injection
FIRAT AKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLYAS BEDİİ ÖZDEMİR
- Tavuk derisinden jelatin ekstraksiyonunda proses koşullarının kinetik ve termodinamik parametrelere etkisi
Effects of process conditions on kinetics and thermodynamic parameters in gelatin extraction from chicken skin
ÜMRAN CANSU
Doktora
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiYüzüncü Yıl ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN BORAN
- Quantitative analysis of relationships between fluxome and metabolome in Escherichia coli
Başlık çevirisi yok
HİLAL TAYMAZ NİKEREL
Doktora
İngilizce
2010
BiyoteknolojiTechnische Universiteit Delft (Delft University of Technology)PROF. DR. J. J. HEIJNEN
DR. W. M. VAN GULIK