Gözenekli malzemelerde eş zamanlı ısı ve kütle transferinin matematik modellenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: BURAK TÜRKAN

Danışman: AKIN BURAK ETEMOĞLU

Özet:

Bu çalışmada dikdörtgen kesitli odun malzemesinin zorlanmış taşınım ile kurutulması işlemi incelenmiştir. Öncelikle akış alanı için korunum denklemleri (Navier Stokes), ANSYS Fluent 14.5 paket programı kullanılarak çözülmüştür. Daha sonra yüzeydeki ortalama ısı taşınım katsayısı, türbülans modellerinden Standart k-ɛ Modeli kullanılarak hesaplanmıştır. Isı ve kütle transferi arasındaki bağıntı kullanılarak kütle taşınım katsayısı bulunmuştur. Hava hızı, sıcaklığı, ürünün kalınlığı ve ürün nem oranı gibi değişkenlere göre eş zamanlı ısı ve kütle transfer denklemleri zamana bağlı, yüzey sınır şartları kullanılarak Comsol 4.3a programı ile çözülmüştür. Kurutma sırasındaki katı içerisindeki nem ve sıcaklık dağılımları zamana bağlı olarak (2 saat sonra) elde edilmiştir. Denklemler için matematiksel model Fourier ısı iletim ve Fick difüzyon yasaları kullanılarak oluşturulmuştur. Model doğrulaması literatürde yapılmış olan 6 farklı nümerik ve deneysel (Haiqing ve ark 1999, Younsi ve ark. 2006, Chang ve Petersen 1986, Liu ve Cheng 1991, ve Kocaefe ve ark.(nümerik ve deneysel 2007)) çalışma ile yapılmıştır. Sonuç grafiklerinin birbirine benzerlik gösterdiği görülmüştür. Ayrıca Comsol programından (200. saniye için) elde edilen sonuçlar ile Ansys Fluent paket programında 3 boyutlu yapılan modelin merkezindeki sıcaklık dağılımları karşılaştırılmıştır. Sonuçlarda benzerlik görülmüştür.