The momentum transfer effects of the porous media in minichannel domains
Minikanal bölgelerinde gözenekli ortamların momentum transferine etkileri
- Tez No: 995622
- Danışmanlar: PROF. DR. DENİZ ÜNER, DOÇ. DR. ENDER YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, sentez gazı (syngas) üretimine yönelik katalitik reformlama reaksiyonları sırasında oluşan karbon birikimini teşhis edebilmek amacıyla, gözenekli ortamla doldurulmuş minikanallardaki akış davranışını incelemeyi hedeflemektedir. Çalışmanın temel amacı, akış alanına dayalı bir teşhis aracı geliştirerek, reformlama sürecinin zararlı ve kaçınılmaz bir bileşeni olan karbon oluşumunun çevrim içi (online) olarak izlenmesini ve kontrol edilmesini mümkün kılmaktır. Değişen boyutlardaki bir dizi reaktör, basınç düşüşü ve akış hızı ölçümleri için deneysel ve sayısal olarak analiz edilmiştir. Çalışmada boş kanallar için Hagen-Poiseuille ve gözenekli konfigürasyonlar için Ergun modeli kullanılmıştır. Deneysel akış ölçümleri hesaplamalı akışkanlar mekaniği yöntemi ile COMSOL Multiphysics yazılımı kullanılarak teorik hesaplamalarla doğrulanmış ve gözeneklilik, parçacık boyutu ve kanal en-boy oranının etkileri değerlendirilmiştir. Boş kanal sistemlerinde, deneysel sonuçlar, basınç düşüşü hesaplamalarının deneysel verilerden daha düşük olması nedeniyle“channeling”etkisini göstermiştir. Bununla birlikte, COMSOL Multiphysics analizleri, akışın neredeyse tüm kanallara eşit olarak dağıldığını ortaya koymuştur. Kanallar gözenekli malzeme ile dolgulandıktan sonra akış direncinin arttığını, dolgulu yataklarda yapılan basınç düşmesi ve COMSOL Multiphysics modeli ile elde edilen hız profillerinde önemli farklılıklar gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis aims to investigate the flow behavior in minichannels packed with porous media in order to establish a flow-field-based diagnostic tool for carbon growth during catalytic reforming reactions for syngas production, enabling an online process to monitor and control a detrimental and inevitable component of the process. A series of reactors with varying dimensions was analyzed experimentally and numerically to measure pressure drop and flow velocity. The Hagen–Poiseuille model was employed for empty channels, while the Ergun model was used for porous configurations. Experimental flow measurements were validated through theoretical calculations and computational fluid dynamics simulations conducted using COMSOL Multiphysics software, and the effects of porosity, particle size, and channel aspect ratio were evaluated. In empty-channel systems, experimental results indicated a channeling effect due to having pressure drop estimations lower than experimental data. However, COMSOL Multiphysics analyses revealed that the flow is distributed almost equally to all channels. After the channels were filled with porous material, the flow resistance increased, and significant differences were observed both in the pressure drop measurements obtained from the packed-bed experiments and in the velocity profiles predicted by the COMSOL Multiphysics simulations.
Benzer Tezler
- Jeffery–hamel flow of a second-grade blood-based ternary nanofluid in a porous medium with slip and temperature jump effects
Kayma ve sıcaklık sıçraması etkileriyle gözenekli ortamda ikinci derece kan bazlı üçlü nanoakışkanın jeffery–hamel akışı
TUNAHAN GÜNAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DUYGU ERDEM
- Gözenekli bir kanalda tam gelişmiş zorlamalı taşınımda akışkan ağdalılığının ısı transferi üzerine etkisi
Effects of viscous dissipation on fully developed forced convection in porous media
CANSU UĞUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE FİLİZ BAYTAŞ
- Gözenekli ortamda monoetilen glikol için zorlanmış salınımlı akışın ve ısı geçişinin deneysel incelenmesi
An experimental study on heat transfer and oscillating flow of monoethylene glycol through porous media
CANBERK ERSÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERSİN SAYAR
- Laboratuvar ölçekli yeraltında kömür gazlaştırma reaktörünün hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile yapay gaz üretiminin analizi
Computational fluid dynamics analysis of syngas production from an ex-situ underground coal gasification reactor
ENGİN DENİZ CANBAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT GÜR