Investigation of the effect of temperature and electrolytic properties on heat transfer and conductivity in aqueous salt solutions
Sıcaklık ve elektolitik özelliklerin ısı transferi ve iletkinliğe etkilerinin sulu çözeltilerde araştırılması
- Tez No: 938420
- Danışmanlar: ÖĞR. GÖR. NİGAR KANTARCI ÇARŞIBAŞI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Üsküdar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Sulu çözeltilerde ısı transferi ve elektriksel iletkenlik çalışması, çeşitli doğal ve endüstriyel süreçlerin anlaşılmasında temel bir unsurdur. Bu araştırma, NaCl, KCl ve NaNO3 gibi yaygın tuzları kullanarak sıcaklık ve elektrolitik özelliklerin bu parametreler üzerindeki etkisine odaklanmaktadır. Bu çalışmanın amacı, sıcaklık ve elektrolit konsantrasyonundaki değişimlerin genel ısı transfer katsayısı ve bu çözeltilerin elektriksel iletkenliğini nasıl etkilediğini açıklayarak kimya mühendisliği, çevre bilimi ve enerji üretimi gibi alanlarda kritik uygulamalar için önemli bilgiler sağlamaktır. Bu araştırma, sıcaklığın moleküler etkileşimleri ve kinetik enerjiyi artırmadaki önemli rolünü vurgulayarak ısı transferini ve elektriksel iletkenliği iyileştirdiğini göstermektedir. Metodoloji, iki ana deneyi içerir: farklı sıcaklık ve konsantrasyonlarda tuz çözeltilerinin elektriksel iletkenliğinin ölçülmesi ve ısı değiştirici sistemlerde genel ısı transfer katsayısının (U) hesaplanarak ısı transferinin incelenmesi. NaCl, KCl ve NaNO3 çözeltileri %0.5, %2 ve %5 konsantrasyonlarında hazırlanmış ve iletkenlikleri 1 MHz ve 0.1 MHz frekanslarında ölçülmüştür. Sonuçlar, tüm tuz çözeltilerinin iletkenliklerinin artan tuz konsantrasyonlarıyla arttığını göstermektedir. NaCl ve KCl benzer değerler verirken, NaNO3 belirgin şekilde daha düşük iletkenliğe sahiptir. Sıcaklık arttıkça, iletkenlik de artarak 70°C civarında bir zirveye ulaşmakta ve sonrasında sabit kalmaktadır. KCl ve NaCl, sıcaklık değişimlerine NaNO3'e kıyasla daha duyarlıdır. Isı transferi deneylerinde, U değerleri hem çift borulu (DPHE) hem de plakalı tip (PHE) ısı değiştiricilerde ölçülmüştür. Sonuçlar, DPHE'nin PHE'ye kıyasla daha verimli ısı transferi sağladığını göstermektedir. PHE'de, en yüksek ısı transfer hızı sırasıyla NaCl, KCl, NaNO3 ve hepsi saf sudan daha yüksek olarak elde edilmiştir. Giriş çözeltilerinin sıcaklığı 25°C'den 50°C'ye arttıkça, genel ısı transfer katsayıları da artmaktadır. Sıcaklık, elektrolitlerin ayrışmasını önemli ölçüde artırarak daha yüksek iyon konsantrasyonuna ve iyileştirilmiş elektriksel iletkenliğe yol açmaktadır.
Özet (Çeviri)
The study of heat transfer and electrical conductivity in aqueous solutions is a fundamental aspect of understanding various natural and industrial processes. This research focuses on the effect of temperature and electrolytic properties on these parameters, utilizing common sodium salts such as NaCl, KCl, and NaNO3. The aim is to elucidate how variations in temperature and electrolyte concentration influence the overall heat transfer coefficient and electrical conductivity of these solutions, providing insights that are crucial for applications in chemical engineering, environmental science, and energy production. This research highlights the significant role of temperature in enhancing molecular interactions and kinetic energy, thereby improving heat transfer and electrical conductivity. The methodology involves two primary experiments: studying heat transfer by calculating the overall heat transfer coefficient (U) in heat exchanger systems and measuring the electrical conductivity of salt solutions at different temperatures and concentrations. Solutions of NaCl, KCl, and NaNO3 were prepared at concentrations of 0.5%, 2%, and 5%, and their conductivities were measured at frequencies of 1 MHz and 0.1 MHz. In the heat transfer experiments U values were measured in both double-pipe (DPHE) and plate-type (PHE) heat exchangers. Results indicate that DPHE demonstrates more efficient heat transfer compared to PHE. In PHE, the highest heat transfer rate is obtained for NaCl, followed by KCl, NaNO3, and all surpassing pure water. As the temperature of the inlet solutions increases from 25°C to 50°C, the overall heat transfer coefficients also increase. According to the electrical conductivity experiments, the results show that conductivities of all salt solutions increase with increasing salt concentrations. NaCl and KCl yielded comparable values, NaNO3 has significantly lower conductivity. As temperature rises, conductivity also increases reaching a peak around 70°C and remain essentially constant thereafter. KCl and NaCl are more sensitive to temperature changes compared to NaNO3.
Benzer Tezler
- Kalay tuzları ile elektrolitik renklendirilmiş AAO tabakasının yapısal, kimyasal ve optik özelliklerinin yüksek sıcaklıktaki davranışı yardımı ile tanımlanması
Investigation of the structural, chemical and optical properties of tin electro-colored AAO layer with the help of high temperature behavior
ALİ YÜCEL SÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Elektrokimyasal yöntemle titanyum ve titanyum alaşımlarının borlanması ve karakterizasyonu
Electrochemical boronizing and characterization of titanium and titanium alloys
AYŞE AYPAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN
PROF. DR. İ. SERVET TİMUR
- Taban malzeme ile emaye kaplama arasındaki difüzyon mekanizmasının araştırılması ve düşük metal migrasyonuna sahip emaye geliştirilmesi
Investigation of diffusion mechanisms at substrate enamel interface and development of new enamel surface with low metal migration
ÖZGE IŞIKSAÇAN
Doktora
Türkçe
2020
Besin Hijyeni ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Metal yüzeylerde oksit tabakası oluşumunda polimer malzemelerin etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of the polymeric materials on the anodic oxidation on the metal surfaces
AZİZE GÖMLEKSİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ GELİR
- Ti6Al4V alaşımının elektro erozyon ve elektro kimyasal işleme yöntemleriyle işlenebilirliğinin araştırılması
Investigation of the machinability of Ti6Al4V alloy by electrical discharge and electrochemical machining processes
ULAŞ ÇAYDAŞ
Doktora
Türkçe
2008
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET HASÇALIK