Energy optimization of the yankee-hood dryer
Yankee-Hood kurutucusunda enerji optimizasyonu
- Tez No: 93090
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNİZ GÜRÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yankee-Hood Kurutucusu, Kağıt Kurutma, Isı Aktarımı, Kağıt Kurutmada Enerji Sarfiyatı \ı W, Yankee-Hood Dryer, Paper Drying, Conduction, Energy Consumption in Paper Drying IV 1C YÜKSEKÖ?RETİM KURULU DOKÜMANTASYON MERKEZİ
- Yıl: 2000
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
öz YANKEE-HOOD KURUTUCUSUNDA ENERJİ OPTEVflZASYONU Önel, Selis Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Güniz Gürüz Ağustos 2000, 130 sayfa Yankee-Hood kurutucusu harcanan enerji miktarı açısmdan kağıt makinasının en önemli bölümüdür. Sürekli artan enerji fıatlan sonucunda, hem ipek kağıdı, makinasının en verimli halde çalışmasını hem de kağıt kalitesini sağlamak bakımından, uygun çalışma koşullarının belirlenmesi büyük önem kazanmıştır. Bu çalışmanın amacı İpek Kağıt' kağıt fabrikasındaki Yankee-Hood kurutucusunu incelemek ve kurutma değişkenlerini en az enerji tüketimini sağlayacak sınırlar içinde tutarak hedeflenen üretim hızını sağlamak için optimizasyon çalışmaları yapmaktır. Diğer değişkenlerin de kurutma ve kağıt kalitesi üzerindeki olası etkilerini açıklayabilmek için sürecin ayrıntılı olarak anlaşılması gerekmektedir. Bu çalışmada sistemin yatışkın durum analitik modeli geliştirilmektedir. Karmaşık kurutma sistemi, tanımlanarak basitleştirilmiş ve ana ve yan sistemler olarak sınıflandırılmıştır. Her sistem için madde ve enerji denklikleri kurulmuştur. Kurutma makinası değişken verileri, fabrikada üretim sırasında, değişik gramajlarda ürünler için kaydedilmiştir. Kütle ve enerji denklikleri, bu veriler kullanılarak bilinmeyen değişkenlerin hesaplanması ve enerji tüketiminde en etkili kurutma değişkenlerinin belirlenmesi için çözülmüştür.Sistem üzerinde uygulanan toplam kütle ve su denklikleri tutarlı bulunmuştur. Analiz sonucunda kritik kurutma değişkenleri, hava besleme hızı, yaş- ve kuru-haube sıcaklıkları, Yankee silindir hızı ve silindir içindeki buhar basmcı olarak tespit edilmiştir. Suyu buharlaştırmak için gereken enerji miktarının sistem sınırlarından giren enerjiye oram olarak tanımlanan toplam verimlilik değeri, farklı gramajlarda ipek kağıdı üretimi için %45-55 olarak hesaplanmıştır. Yaüşkın durumda kağıt yüzeyine aktarılan ısı, silindir içindeki buhardan ve yüksek sıcaklıktaki havadan olmak üzere iki yönlü bir mekanizma öngörülerek incelenmiştir. Buhar tarafı, yoğuşmuş buhar tabakası, silindir kalınlığı, silindir-kağıt yüzeyi ve kağıt olmak üzere seri halde farklı dirençler öngörülerek modellenmiştir. Bu dirençlerin büyüklüğü, kağıdınki en küçük olmak üzere, 10"4 W/m2-K seviyelerinde bulunmuştur. Kağıt nem miktarının, Yankee üzerindeki açısal konuma göre, doğrusal bir şekilde değiştiği varsayılmıştır. Silindir-kağıt yüzeyi ısı aktarım katsayısı, kağıt nem miktarının bir fonksiyonu kullanılarak hesaplanmıştır. Hava tarafı ısı aktarımını en fazla etkileyen değişkenlerin yüzey üzerine üflenen havanın sıcaklığı, nem oram ve hızı olduğu belirlenmiştir. Hesaplar sonucunda, hava tarafından ısı aktarım hızının her Uri tarafın toplamının %55-65'i iken buhar tarafinınkinin bu toplamın %35-45'i olduğunun bulunması kurutmada hava tarafının önemini göstermektedir. Bu sistemde elektrik enerjisi kağıdı doğrudan kurutmak için değil; sıcak havayı kağıt yüzeyine üflemek üzere kullanılmaktadır. Genel olarak Yankee-Hood sisteminde toplam enerji kullanımı %45-55 gaz, %35-45 buhar ve %10-15 elektrik tarafından gerçekleşmektedir. Elektrik enerjisi tüketimi çok daha pahalı olması ve toplam kurutma masrafı üzerindeki farkedilir etkisi açısından en aza indirilmelidir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT ENERGY OPTIMIZATION OF THE YANKEE-HOOD DRYER Önel, Selis M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Güniz Gürüz August 2000, 130 pages The Yankee-Hood dryer in 'İpek Kağıt' tissue paper mill is evaluated since it is the gargantuan energy consumer. Mass and energy balances are set and optimization studies are made in order to achieve the desired production rate whilst keeping the drying parameters within limits at the minimum energy costs. The approach to solve the problem is to develop a steady state analytical model. The complicated drying system is simplified as the overall and sub systems. Material and energy balances are set up for each system. Data of machine parameters at several paper grades are collected at the mill during production. Material and energy balance equations are solved with the available data for the unknown parameters and for the determination of the drying parameters most effective on energy consumption. The critical drying parameters are the air supply velocity, wet- and dry-hood temperatures, and steam pressure in cylinder. Efficiency, defined as the ratio of energy required to evaporate the water to energy input through the system boundaries, is calculated as 28- 30% for the overall system for different grades of tissue paper production. The overall 111system involves the cylinder, burners and the hood. Efficiency at the heat transfer area that is between the cylinder and upper surface of the paper web is found as 80-85% for different paper grades. Steady state rate of heat transfer to the wet sheet is analyzed considering the two- way mechanism, from steam through the cast iron shell and from heated air. The transfer of heat is eased in both mechanisms by the lightweight tissue paper that has a comparatively lower internal thermal resistance with respect to other types of paper products. Steam side is modeled considering different thermal resistances in series: Condensate layer, shell, shell-sheet contact, and paper sheet. These resistances are to the same order of magnitude, cast iron shell being the largest and paper sheet the smallest in value. Sheet-shell contact heat transfer coefficient is strongly dependent on sheet moisture content that is assumed to vary almost linearly due to the angular position on the Yankee dryer. Air side heat transfer is mostly affected by the temperature, humidity and velocity of the air that is blown on to the sheet. Calculations resulted out that rate of heat transfer from air side is 55-65% while that from steam side is 35-45% of their total for different paper grades indicating the dominance of air side on drying. Electricity is not used to directly dry the paper but is used to blow the air on to paper surface. In general for the Yankee-Hood system, energy from gas, steam and electricity is about 45-55%, 35-45% and 10-15%, respectively. Electricity consumption should be minimized since it is found to be greatly effective on the total cost of drying due to the relatively high cost.
Benzer Tezler
- Energy analysis and the multi-variable energy optimization of a Yankee Hood dryer
Yankee Hood kurutucusunun enerji analiz ve çok-değişkenli enerji optimizasyonu
AKIN SALİH TOPPARE
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNİZ GÜRÜZ
- Aşağı Kızılırmak havzasında bulunan ardışık barajların enerji optimizasyonu
Energy optimization of consecutive dams located in the Lower Kizilirmak basin
FAHRETTİN ALEMDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMRAH DOĞAN
- Kentsel katı atıkların termal işlenmesinin enerji optimizasyonu
Energy optimization of thermal treatment of municipal solid waste
FİKRET POLAT
Doktora
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiDüzce ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ETHEM TOKLU
- Biyoetanol üretim prosesinin enerji optimizasyonu yaklaşımı
Energy optimization approach of bioethanol production process
MEHMET AKİF İLKHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
EnerjiHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET AZMİ AKTACİR
- Energy optimization of Fırat river system
Fırat nehir sistemi enerji en iyilemesi
VEHBİ ÖZAYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
1992
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA Y. KILIÇ