Endüstriyel ölçekte ısı transferi (pişirme) sistemi tasarımları: hesaplamalı akışkanlar dinamiği ve ısı transferi temelli optimizasyon
Heat transfer (cooking) system designs in industrial scale: optimization with computational fluid dynamics and heat transfer
- Tez No: 944184
- Danışmanlar: PROF. DR. FERRUH ERDOĞDU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Gıda ısıl proseslerinde endüstriyel sistemlerin optimum koşullarda çalışması gıda kalitesi ve gıda güvenliği açısından önemlidir. Bu sebeple her bir sistemin kendi içerisinde problemlerinin belirlenmesi ve bunların iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu kapsamda matematiksel modelleme çalışmalarının yürütülmesi, geleneksel deneme yanılma yöntemlerine daha hesaplı ve alternatif bir seçenektir. Bu amaçla tez kapsamında 3 farklı endüstriyel ölçekli pişirme sisteminde, sistemlerin kendi içlerindeki problemleri ele alınarak iyileştirme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Döner vidalı sistemlerde tekdüze olmayan akış profiline bağlı olarak sistemde alıkonma zamanının tekdüze olmaması problemi üzerine vida sayısı ve bıçaklar arası mesafenin etkisi araştırılmış ve bıçak sayısının artırılması ve bıçaklar arası mesafenin kısaltılmasının bu sorunu azalttığı ortaya konulmuştur. Geleneksel bantlı sistemler ve su vurgulu jet uygulamalı sistemlerdeyse sistem içerisinde tekdüze olmayan sıcaklık profilleri ele alınmıştır. Bu kapsamda geleneksel bantlı sistemde sıvı girişinin yapıldığı memelerin sistemle yaptığı açının ve dönme hareketinin etkisi incelenmiş, 45°lik açının ve 2 rpm hızında dönme hareketinin sistem sıcaklık dağılımının tekdüzeliği üzerine etkili olduğu belirlenmiştir. Su vurgulu jet uygulamalı bantlı sistemlerdeyse öncelikle sıvı girişinin yapıldığı meme uçlarının sistem içerisindeki yeri ve oryantasyonun sıcaklık dağılımı üzerindeki önemi ortaya koyulmuş sonrasında ise sıvı girişinin yapıldığı meme ucu çapı artırılarak sistem içerisindeki jet etkisi artırılmış ve meme ucu yerleşim açısının sıcaklık dağılımına etkisi belirlenerek sıvı vurgulu jet uygulamalı sistem kapsamında jet etkisinin artırılmasına ek olarak son iki borunun sisteme dik açıyla yerleştirilmesinin bu sistemde sıcaklık dağılımını pozitif etkilediği belirlenmiştir. Bu çalışmalar kapsamında matematiksel modellemenin sistem iyileştirmesi için önemli bir araç olduğu bir kez daha kanıtlanmıştır.
Özet (Çeviri)
In the food production systems in an industrial scale, it is important that the system functions in the optimal way to satisfy food quality and food safety. Therefore, it is necessary to identify the individual problems of each system and implement improvements. In this context, mathematical modelling is a cost-effective and feasible alternative to traditional trial-and-error methods. For this purpose, in the context of this thesis, 3 different industrial-scale cooking systems were taken as examples and their problems were addressed. In rotating screw systems, effect of number of screws and the distance between blades on the problem relating the non-uniform flow field between the blades and the residence time problem is investigated. As a result, it is shown that by decreasing the distance between blades and increasing the number of screws, these problems and their impact can be reduced. The problem relating to the non-uniform temperature inside the system is addressed in the conventional conveyor belt systems and water impinging systems. For this purpose, in the conventional conveyor belt systems, the impact of the angles of the spargers and the rotational movement of the nozzles effectively mitigated this problem. A 45° angled system with a rotational rate of 2 rpm proved to be the best option for this particular system. In the water impinging system, firstly, the location and the orientation of pipes in which the nozzles are placed proved to have an important effect on the temperature distribution in the system. Following this, another study was carried out with a system with larger nozzles to show the effect of the angle of the nozzles with the system on temperature distribution. As a result, the system where the last 2 pipes are perpendicular to the system is found to be the most effective among the water impinging systems. As a conclusion, these studies reaffirmed that mathematical modelling is an essential tool for system improvement.
Benzer Tezler
- Polymer/glass nanocomposite fiber as an insulating material
Yalıtım malzemesi olarak polimer/cam nanokompozit fiber üretimi
CEMRE İPEK AKKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE KÜÇÜKBAYRAK
- Investigations on nanoscale wetting, fluid transport, and droplet evaporation at nanostructured surfaces by molecular dynamics simulations
Nanoyapılı yüzeylerde moleküler dinamik simülasyonları ile nano ölçekli ıslanma, akışkan taşınması ve damlacık buharlaşmasının incelenmesi
EZGİ ŞATIROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Enerjiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BARIŞIK
DOÇ. DR. ÜNVER ÖZKOL
- Modelling and simulation study on the regeneration of catalyst in py-gas saturation system
Py-gaz sistemindeki katalizörün yenilenmesi üzerine modelleme ve benzeşim çalışması
HÜSEYİN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA DEMİRCİOĞLU
- Toz metalurjisi ile üretilen gözenekli ısı alıcıların akış kaynama performansının deneysel incelenmesi
Experimental investigation on flow boiling performance of porous heat sinks produced by powder metallurgy
ZEYNEP KÜÇÜKAKÇA MERAL
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEZAKET PARLAK
- 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