ARAŞTIRMA MAKALESİ / RESEARCH ARTICLE

Benzer belgeler
GAZLARIN YAPI MALZEMELERİNDE ETKİN DİFÜZYON KATSAYILARININ BULUNMASI

TOA54 AKTİF KARBON GÖZENEKLERİNDE ETKİN DİFÜZYON KATSAYISININ BULUNMASI

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

TOA08 SÜPERKRİTİK KARBON DİOKSİTİN (CO 2 ) FARKLI KALİTEDE ARGONNE KÖMÜRLERİNE ADSORPSİYONU

Farklı Sıvalı Gazbeton Kompozit Duvarlarda Enerji Verimliliğinin İncelenmesi

Abs tract: Key Words: Meral ÖZEL Serhat ŞENGÜR

KLOROFLOROKARBON (CFC) GAZLARININ YERALTISUYU ÇALIŞMALARINDA KULLANIMI

ANADOLU UOB PASİF ÖRNEKLEYİCİSİNİN TİCARİ PASİF ÖRNEKLEYİCİLERLE PERFORMANS KARŞILAŞTIRMA ÇALIŞMALARI

Uluslararası Yavuz Tüneli

GAZ ABSORPSİYON/DESORPSİYON SİSTEMLERİ TASARIMI

Abs tract: Key Words: Meral ÖZEL Nesrin İLGİN

ANKARA ŞEHRİNİN HAVA KALİTESİNİN UOB LER AÇISINDAN İNCELENMESİ

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl. Teknik Eğitim Fakültesi, Makina Eğitimi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Eğitimi A.B.

MEMBRANDA PROTEİN KİRLİLİĞİNİN KANTİTATİF ANALİZİ: ETKİN DİFÜZYON KATSAYISININ BULUNMASI

Fiyat Listesi. ABS Alçı. Tarih: Alçı Plakalar. Toz Alçı Grubu. Çimento Bazlı Ürünler. Seramik Yapıştırıcıları ve.

MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ SİPER PERLİTLİ YALITIM SIVASI ANALİZ RAPORU

HHO HÜCRESİNİN PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ. Konya, Türkiye,

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Yrd. Doç. Dr. Tolga DEMİRCAN. Akışkanlar dinamiğinde deneysel yöntemler

KYM 202 TERMODİNAMİK

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

İNŞAAT DEMİRİ. Anma çapı KANGAL DEMİR. Anma çapı HASIR ÇELİK NO. 1 R R

YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ UYGULAMALI MÜHENDİSLİK MODELLEMESİ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI TRANSFERİ LABORATUARI

1. Öğretmen Kılavuzu. 2. Öğrenci Kılavuzu

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

BAZI İLLER İÇİN GÜNEŞ IŞINIM ŞİDDETİ, GÜNEŞLENME SÜRESİ VE BERRAKLIK İNDEKSİNİN YENİ ÖLÇÜMLER IŞIĞINDA ANALİZİ

PETROKİMYA KOMPLEKSİ ARITMA ÇAMURLARININ EKSTRAKSİYONU

DUVARMATĠK 1150 MODÜLER DUVAR PANELĠNĠN ISI ĠLETĠM KATSAYISININ VE SES ĠLETĠM KAYBININ TAYĠNĠ

LAZER FLAŞ YÖNTEMİNİ KULLANARAK MALZEMELERİN ISI İLETİM KATSAYISININ DENEYSEL OLARAK TAYİN EDİLMESİ VE ÖRNEK BİR UYGULAMA

YÜZEYDE YOĞUġMA PROBLEMĠ

ISLAKLIK ÖLÇÜMLERİ. a. Metalin paslanması b. Tahtanın çürümesi c. Ekmeğin küflenmesi. Şekil 1. Malzemeler üzerindeki bozulmalar

KBM0308 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I HAVA AKIŞ DENEYİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

ETİLASETAT/SU KARIŞIMININ PERVAPORASYON İLE AYRILABİLİRLİĞİ İÇİN SORPSİYONUNUN İNCELENMESİ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/7) Akreditasyon Kapsamı

GDM 315 GIDALARIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ DERS-2

KİNETİK MODEL PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN OPTİMİZASYON TEKNİKLERİNİN KIYASLANMASI

R1234YF SOĞUTUCU AKIŞKANININ FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ İÇİN BASİT EŞİTLİKLER ÖZET ABSTRACT

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

GAZBETONUN SU KARŞISINDAKİ DAVRANIŞI

TÜRK LİNYİTLERİNİN İZOTERMAL ŞARTLARDA PİROLİZİ VE ÜRÜNLERİN KARAKTERİZASYONU

KATI YALITIM MALZEMELERİ EXPANDE POLİSTREN LEVHA

ÇEVRESEL TEST HİZMETLERİ 2.ENVIRONMENTAL TESTS

ISSN: Yıl /Year: 2017 Cilt(Sayı)/Vol.(Issue): 1(Özel) Sayfa/Page: Araştırma Makalesi Research Article. Özet.

ÜZÜM ÇEKİRDEĞİNDEN FENOLİK BİLEŞİKLERİN EKSTRAKSİYONU ve KÜTLE TRANSFER PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ Göksel TOSUN, Berrin BOZAN*

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

DIŞ-HAVA KİRLİLİĞİ KONTROLÜNDE PASİF ÖRNEKLEME

Tavan. 4 Kenarı Pahlı COREX

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences 17 (1):6-12, 2012

KATI SIVI EKSTRAKSİYONU

( PİRUVİK ASİT + SU + ALKOL ) ÜÇLÜ SIVI-SIVI SİSTEMLERİNİN DAĞILIM DENGESİNİN İNCELENMESİ

OPEN-END İPLİKÇİLİĞİNDE FARKLI ÇAPTA ROTOR KULLANIMININ İPLİK KALİTESİNE ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

NOHUT SAMANI HIZLI PİROLİZİNİN DENEY TASARIMI İLE MODELLENMESİ

ZEMİN MEKANİĞİ DENEYLERİ

Abs tract: Key Words: Elif ŞAHİN Erkan DİKMEN Arzu ŞENCAN ŞAHİN

Sürdürülebilir Çevre için Binalarda Yalıtım Uygulamasının Etkisi. The Impact of Insulation Implementation in Buildings For a Sustainable Environment

BİYOLOLOJİK MALZEMENİN TEKNİK ÖZELLİKLERİ PROF. DR. AHMET ÇOLAK

4 Deney. Yrd. Doç. Dr. Ayşe KALEMTAŞ Araş. Gör. Taha Yasin EKEN

KYM 101 KİMYA MÜHENDİSLĞİNE GİRİŞ PROBLEM SETİ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/4) Akreditasyon Kapsamı

Bölüm 7 ENTROPİ. Bölüm 7: Entropi

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ÖLÇÜM VE /VEYA ANALİZ İLE İLGİLİ. Kapsam Parametre Metot adı Standart adı SO 2 Tayini Elektrokimyasal Hücre Metodu TS ISO 7935

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Yapı ve Deprem Uygulama Araştırma Merkezi

Vakum Teknolojisi * Prof. Dr. Ergun GÜLTEKİN. İstanbul Üniversitesi Fen Fakültesi

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

AKIŞKANLARIN ISI İLETİM KATSAYILARININ BELİRLENMESİ DENEYİ

YAPILARDA BURULMA DÜZENSİZLİĞİ

SOĞUK IKLIM BÖLGESĐNDE YALITIMLI YAPI KABUĞU KESĐTLERĐNĐN ĐNCELENMESĐ VE DEĞERLENDĐRĐLMESĐ: ERZURUM ÖRNEĞĐ*

GÜNEŞ ENERJĐSĐ IV. BÖLÜM. Prof. Dr. Olcay KINCAY

(b) Model ve prototipi eşleştirmek için Reynolds benzerliğini kurmalıyız:

Soru No Puan Program Çıktısı 3, ,8 3,10 1,10

Isıtma Sistemlerinde Kullanılan Plakalı Isı Değiştiricilerin Termodinamik Analizi

DOKUMA BAZALT-CAM VE FINDIK KABUĞU TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİNİN EĞİLME DAYANIMI VE ISI GEÇİRGENLİKLERİNİN İNCELENMESİ

KBM0308 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I ISI İLETİMİ DENEYİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

ELMALAR ARASINDA ÇARPIŞMA ENERJİSİNE BAĞLI OLARAK ZEDELENMENİN SAPTANMASI C. AYDIN K. ÇARMAN

KATI YALITIM MALZEMELERİ KALSİYUM SİLİKAT

HELİSEL BORULARDA AKIŞ VE ISI TRANSFERİNİN İNCELENMESİ. Fırat Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Makina Eğitimi Bölümü, 23119, Elazığ

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

Şekilde görüldüğü gibi Gerilim/akım yoğunluğu karakteristik eğrisi dört nedenden dolayi meydana gelir.

İnce Daneli Malzeme Kalınlığının, Dane Çapının ve Şev Eğiminin Taşıma Gücüne Etkisi

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

LÜLEBURGAZDAKİ BİNA DIŞ DUVARLARI İÇİN OPTİMUM YALITIM KALINLIĞININ BELİRLENMESİ VE MALİYET ANALİZİ

BİNA DIŞ YÜZEYLERİNİN GÜNEŞ IŞINIMINI YUTMA ORANLARININ ISI AKISI AÇISINDAN ARAŞTIRILMASI

min

Öğretim Üyeleri İçin Ön Söz Öğrenciler İçin Ön Söz Teşekkürler Yazar Hakkında Çevirenler Çeviri Editöründen

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ORGANİK KİMYA LABORATUVARI DENEY 8 : YÜZEY GERİLİMİNİN BELİRLENMESİ

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI BORUSAL REAKTÖR DENEYİ 2017 KONYA

Kontrol Sistemlerinin Analizi

Uçucu Organik Bileşiklerin YapıMalzemelerindeki Difüzyon ve AdsorpsiyonununDinamik Metotla İncelenmesi

ÖZGEÇMİŞ. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Osmaniye/Türkiye Telefon : /3688 Faks :

GRANÜL BOYUT DAĞILIMININ GRANİT KARO ÜRÜN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. Z.Bayer 1,3, N.Ay 1, N.Erginel 2

Makine Mühendisliği Bölümü Isı Transferi Ara Sınav Soruları. Notlar ve tablolar kapalıdır. Sorular eşit puanlıdır. Süre 90 dakikadır.

Güçlendirme Alternatiflerinin Doğrusal Olmayan Analitik Yöntemlerle İrdelenmesi

Gazların sıcaklık,basınç ve enerji gibi makro özelliklerini molekül kütlesi, hızı ve sayısı gibi mikroskopik özelliklerine bağlar.

GÜÇLENDİRİLMİŞ TUĞLA DUVAR DENEYLERİNDE YÜK DEFORMASYON ÖLÇÜMLERİNİN POTANSİYOMETRİK DEPLASMAN SENSÖRLER İLE BELİRLENMESİ

Farklı bölgelerde yetişen zeytinlerin çekirdeklerinden aktif karbon eldesi ve elde edilen aktif karbonun metilen mavisiyle adsorpsiyonunun incelenmesi

MOBİLYA FABRİKASI ATIK TOZUNUN PİROLİZ ÜRÜN VERİMLERİ ÜZERİNE AZOT AKIŞ HIZI VE PELET BÜYÜKLÜĞÜNÜN ETKİSİ

Transkript:

Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi A-Uygulamalı Bilimler ve Mühendislik Anadolu University Journal of Science and Technology A- Applied Sciences and Engineering Cilt: 16 Sayı: - 015 Sayfa: 117-14 DOI: 10.18038/btd-a.03494 ARAŞTIRMA MAKALESİ / RESEARCH ARTICLE Şakir YILMAZ 1, Mehmet KALENDER *, Cevdet AKOSMAN 1 ÇEŞİTLİ ALÇILARDA TOLUENİN DİFÜZYON VE ADSORPSİYONUNUN DİNAMİK ANALİZİ ÖZ Bu çalışmada, bir uçucu organik bileşik (UOB) olan toluenin gözenekli yapıdaki çeşitli alçılarda dinamik difüzyon ve adsorpsiyon davranışı tek pelet moment tekniği ile incelenmiştir. Deneysel çalışmalar bir taraflı tek pelet Wicke-Kallenbach tipi bir difüzyon/adsorpsiyon hücresinde ve atmosfer basıncında gerçekleştirilmiştir. Taşıyıcı gaz olarak azot kullanılmıştır. Gaz analizleri GC de yapılmıştır. Hücre girişinden µl hacminde toluen pulse olarak enjekte edilmiştir. GC dedektöründen alınan elektriksel sinyaller veri toplama kartı ve bilgisayar ile tepki piklerine dönüştürülmüştür. Elde edilen cevap piklerinin analizi ile toluenin adsorpsiyon denge sabiti ve etkin difüzyon katsayıları hesaplanmıştır. Deneyler 8.34x10-7 -.9x10-6 m 3 /s farklı akış hızlarında ve 98-333 K sıcaklık aralığında gerçekleştirilmiştir. Sonuçlardan toluen adsorpsiyonunun sıcaklıkla azaldığı görülmüştür. Toluen en yüksek inşaat alçısı ve makine sıva alçılarında en düşük ısı yalıtım alçısında adsorplanmıştır. Toluenin çeşitli alçı peletlerindeki etkin difüzyon katsayıları ise artan sıcaklıkla artmıştır. Anahtar kelimeler: Alçı, Toluen, Adsorpsiyon, Etkin difüzyon katsayısı, Dinamik metot. DYNAMIC ANALYSIS OF DIFFUSION AND ADSORPTION OF TOLUENE IN VARIOUS GYPSUM PLASTERS ABSTRACT In this study, dynamic diffusion and adsorption behavior of volatile organic compound (VOC), toluene, in various gypsums having porous structure were investigated by a single-pellet moment technique. The experimental studies were performed a one sided single-pellet Wicke-Kallenbach diffusion/adsorption cell at atmospheric pressure. Nitrogen was used as carrier gas. The gas analyses of VOCs were measured by using GC. µl pulses of toluene were injected in the cell inlet. The signals received from GC detector were converted to response peaks by using a data accusation card and a computer. The adsorption equilibrium constant and effective diffusivities of toluene were estimated by moment analyses of the response peaks. The experiments were carried out at different gas flow rates (8.34x10-7 -.9x10-6 m 3 /s). The temperatures investigated ranged from 98 to 333 K for toluene. It was observed that toluene adsorption decreased with increasing temperature. The highest toluene adsorption occurred in the construction plaster and machine plaster, while the lowest toluene adsorption occurred in the thermal insulation plaster. The effective diffusivities of toluene increased with increasing temperature. Keywords: Gypsum plaster, Toluene, Adsorption, Effective diffusivities, Dynamic method. 1, Fırat Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü, Elazığ, 3119., Fırat Üniversitesi Biyomühendislik Bölümü, Elazığ, 3119. *E-posta: mkalender@firat.edu.tr Geliş: 30 Eylül 014 Düzeltme: 8 Kasım 014 Kabul: 05 Aralık 014

1. GİRİŞ Yüksek toksisiteleri ile uçucu organik bileşikler (UOB) en önemli iç ortam kirleticileri arasındadır. İç ortamlardan salınan UOB ler genel olarak boya, vernik, yapıştırıcı, döşemelik gibi yapı malzemelerinden kaynaklanmaktadırlar. Duvar yapımında kullanılan alçı blok ve levhalarda ksilen ve toluen türü UOB ler bulunurken, inşaat sıvasında en çok rastlanan uçucu organik bileşikler, etil benzen, formaldehit ve toluendir. Toluen ayrıca duvar kâğıtlarının yapısında da bulunmaktadır. Özellikle iç yüzey kaplamalarında kullanılan işlem görmüş ahşap ve yapay ahşaplar ile boya, vernik, cila gibi malzemeler de iç ortam havasında bulunan etil benzen, tri-metil benzen, ksilen gibi UOB lerin önemli kaynaklarıdır (Vural ve Balanlı 005; Alyüz ve Veli 006; Cox ve ark. 001). Birçok kaynaktan çevreye salınan ve çoğu toksik özellikte olan UOB lerin gözenekli katı materyallerdeki davranışı belirlenmelidir. Gözenekli katı materyallerde UOB taşınım ve adsorpsiyonunu karakterize etmek için etkin difüzyon ve adsorpsiyon katsayılarının bilinmesi gerekir (Cox ve ark. 001; Huang ve Haghighat 003; Luo ve Niu 006; Yang ve ark. 001). Gözenekli katılarda etkin difüzyon katsayısı ve adsorpsiyon denge sabitinin güvenilir ve hızlı bir şekilde belirlenmesinde yaygın olarak kullanılan yöntemlerden biri dinamik bir taraflı tek pelet difüzyon/adsorpsiyon hücre yöntemidir. Dinamik tek pelet difüzyon/adsorpsiyon hücresi yönteminin esası pulse şeklinde taşıyıcı gaz akımına verilen izleyicinin gözenekli katı materyalden hazırlanan bir peletteki cevap piklerinin istatistiksel moment analizleridir. Birinci moment analizinden adsorpsiyon denge sabiti hesaplanırken ikinci merkezi moment analizinden ise etkin difüzyon katsayısı belirlenebilir. Bir taraflı tek pelet adsorpsiyon hücresi yönteminde peletin üzerinin açık ve kapalı olduğu durumlar için kurulan kütle dengesi ifadelerinin uygun sınır şartları altında çözülüp deneysel moment analizleri ile birleştirilmesiyle adsorpsiyon denge sabiti ve etkin difüzyon katsayısı gibi parametreler kolaylıkla bulunabilmektedir. Bu tip bir hücre için izleyici konsantrasyon ifadesi aşağıdaki eşitlik ile ifade edilmektedir (Yaşyerli ve ark. 1999; Doğu ve ark. 1996): C A D e A FL C o mltanhml s 1 (1) Burada m, tersinir, tersinmez, denge ve inert adsorpsiyon gibi farklı adsorpsiyon mekanizmaları için tanımlanmıştır (Doğu ve ark. 1996). Adsorpsiyon hücresinin çıkışında ölçülen cevap pikinin moment ifadeleri aşağıda verilen n. moment ifadesinin genel tanımından yararlanarak türetilmiştir. m n t 0 n C (t)dt ( A n n d C 1) lim s0 n ds A () Gözenekli katıda izleyicinin adsorpsiyonu çok hızlıysa, bu durumda gözeneklerde gaz faz konsantrasyonu ve adsorplanan izleyici arasında denge adsorpsiyonunun olduğu varsayılabilir. Böylece tersinir adsorpsiyon için türetilen eşitlikler denge adsorpsiyonuna indirgenir. Sıfırıncı moment için pelet üzerinin açık (m 0t) ve kapalı (m 0) olduğu durumlardaki momentler oranı, birinci mutlak ve ikinci merkezi momentlerde ise peletin üzerinin açık ve kapalı olduğu durumlardaki momentler farkı düzeltilmiş moment olarak adlandırılır. Denge adsorpsiyonu için düzeltilmiş sıfırıncı, birinci mutlak ve ikinci merkezi moment ifadeleri aşağıdaki şekildedir: m oc m m o ot 1 (3) 118

1c AL p F K p i (4) c 1c 1 V AL K p t p i L F De A 3 (5) 1c düzeltilmiş birinci mutlak moment, Burada c düzeltilmiş ikinci merkezi moment, A pelet kesit alanı, L pelet uzunluğu, p pelet gözenekliliği, p pelet yoğunluğu, Ki adsorpsiyon denge sabiti, F taşıyıcı gaz akış hızı, etkin difüzyon katsayısıdır. Deneysel moment değerleri elde edilen pik alanlarının sayısal metotla hesaplanmasıyla elde edilir.. MATERYAL ve YÖNTEM V t pelet üstündeki bölme hacmi, Deneysel çalışmalarda kullanılan alçı örnekleri (inşaat alçısı, perlitli sıva alçısı, makine sıva alçısı, ısı yalıtım alçısı ve saten perdah alçısı) Elazığ da üretim gerçekleştiren Arslanlı A.Ş. den temin edilmiştir. Çalışılan alçı örneklerinin katı yoğunlukları He piknometresi yöntemiyle ölçülmüştür. UOB olarak Merck marka toluen (% 99 GC saflık) kullanılmıştır. Deneyler paslanmaz çelikten yapılmış bir taraflı tek pelet difüzyon/adsorpsiyon deney setinde gerçekleştirilmiştir (Şekil 1). D e 5 3 Z=0 L u V u 6 Z= L 7 8 4 9 1 Şekil 1. Bir taraflı tek pelet difüzyon/adsorpsiyon hücresi deney düzeneği 1. Azot tüpü,. Rotametre, 3. Örnek enjeksiyonu, 4. Pelet, 5. Sabun köpüğü akış ölçer, 6. TCD dedektör 7. Fırın, 8. GC, 9. Bilgisayar Toz halindeki alçılar 378 K deki etüvde kurutularak sızdırmaz kapaklı cam kaplarda deneylerde kullanılmak üzere saklanmıştır. Kurutulan alçı örneklerinden belirli miktarlarda tartımlar alınarak 0.013 m çapında 0.003 m uzunluğundaki paslanmaz çelikten yapılmış halka içinde sıkıştırılmak suretiyle peletlenmiştir. Hazırlanan peletler kalıbıyla birlikte difüzyon/adsorpsiyon hücresine yerleştirilmiştir. GC fırını içerisine konulan difüzyon/adsorpsiyon hücresinden taşıyıcı gaz (azot) geçirilmiştir. Hücre 119

girişine farklı taşıyıcı gaz akış hızlarında (8.34x10-7 -.9x10-6 m 3 /s) µl toluen (izleyici) pulse olarak enjekte edilmiştir. GC dedektöründen elde edilen tepki piklerinin değerlendirilmesi ile toluenin alçı peletlerindeki birinci mutlak moment (ortalama alıkonma süreleri) ve ikinci merkezi moment (varyans) analizleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalar atmosfer basıncında ve 98-333 K sıcaklıkları arasında yürütülmüştür. 3. BULGULAR Çalışılan alçı peletlerine ait yoğunluk ve gözeneklilik değerleri Tablo 1 de verilmiştir. 98 K de toluenin inşaat alçısında farklı taşıyıcı gaz akış hızlarında elde edilen pelet üzerinin açık ve kapalı olduğu durumlardaki sıfırıncı momentleri Şekil de gösterilmiştir. Sıfırıncı moment dinamik analiz sonucu meydana gelen tepki piklerinin altında kalan alandır. Şekil den görüldüğü gibi peletin üstünün açık ve kapalı olduğu durumlardaki sıfırıncı momentlerin birbirine yakın olması toluenin inşaat alçısındaki adsorpsiyonunun tersinir olarak gerçekleştiğini göstermektedir (Yaşyerli ve ark. 1999; Doğu ve ark. 1996). Tablo 1. Çalışılan alçı örneklerinden hazırlanan peletlerin katı ve görünür yoğunlukları ile pelet gözeneklilik değerleri Yapı Malzemesi Katı yoğunluğu, ρs, g/cm 3 Görünür yoğunluk, ρp, g/cm 3 Gözeneklilik, εp (-) Perlitli Sıva Alçısı.34 1.464 0.374 Isı Yalıtım Levha S. Harcı.65.197 0.171 Makine Sıva Alçısı.36 1.637 0.306 İnşaat Alçısı.3 1.56 0.37 Saten Perdah Alçısı.36 1.738 0.64 Şekil. 98 K de Toluenin inşaat alçısında pelet üzerinin açık (m 0t) ve kapalı (m 0) olduğu durumlardaki sıfırıncı momentleri Toluenin çalışılan tüm sıcaklık ve diğer tüm yapı malzemelerindeki adsorpsiyonu için de Şekil dekine benzer sıfırıncı moment analizi sonuçları elde edilmiştir. Toluenin perlitli alçı sıvasında 333 K de hesaplanan pelet üstünün açık ve kapalı olduğu durumlar ile düzeltilmiş birinci mutlak moment değerlerinin taşıyıcı gaz akış hızı ile değişimi Şekil 3 de gösterilmiştir. Şekil 3 den görüldüğü gibi birinci mutlak moment değerleri taşıyıcı gaz akış hızı artışı ile azalmaktadır. Şekil 3 deki durum toluenin çalışılan tüm sıcaklık değerlerinde ve diğer tüm alçı örneklerinde de gözlenmiştir. 10

Şekil 3. Toluenin 333 K de perlitli alçı sıvası için pelet üstünün açık (µ 1t), kapalı (µ 1,0) ve düzeltilmiş (µ 1c) birinci mutlak moment değerlerinin taşıyıcı gaz akış hızı ile değişimi Birinci mutlak moment fiziksel olarak gözenekli katı pelette izleyicinin ortalama kalış süresi olup Eşit. 4 den görüleceği üzere adsorpsiyon denge sabiti ile ilişkilidir. Oluşturulacak 1/F-µ 1c grafiklerinin eğimlerinden ρ pk i değerleri bulunabilir. Toluenin farklı sıcaklıklarda çalışılan alçı örneklerinde 1/F-µ 1c grafiklerinin eğimlerinden hesaplanan ρ pk i değerleri Tablo de verilmiştir. Tablo. Toluenin farklı sıcaklıklarda çalışılan alçı örneklerindeki ρ pk i değerleri Yapı Malzemesi ρpki 98 K 313 K 333 K Perlitli alçı sıvası 1.6 8.35.416 Isı yalıtım levha alçı sıvası 10.844 7.750 4.43 İnşaat alçısı 13.786 10.41 4.906 Makine sıva alçısı 1.936 8.84 4.405 Saten perdah alçısı 11.889 8.66 4.388 Toluenin deneysel çalışmalarda kullanılan alçı peletindeki adsorpsiyon ısıları Van t Hoff eşitliği yardımıyla hesaplanmıştır. Van t Hoff eşitliği gereğince 1/T-ln(ρ pk i) grafiği oluşturularak elde edilen doğruların eğiminden adsorpsiyon ısıları bulunmuştur. Bu şekilde hesaplanan adsorpsiyon ısıları Tablo 3 de verilmiştir. Tablo 3. Toluenin deneysel çalışmalarda kullanılan alçı örneklerindeki adsorpsiyon ısıları Yapı Malzemesi Adsorpsiyon ısısı, - H kcal/gmol Perlitli alçı sıvası 9.5 Isı yalıtım levha alçı sıvası 5.316 İnşaat alçısı 5.878 Makine sıva alçısı 6.104 Saten perdah alçısı 5.645 Δ 11

Son olarak bir taraflı tek pelet difüzyon/adsorpsiyon hücre yöntemiyle Eşit. 5 kullanılarak toluenin farklı sıcaklıklarda çalışılan alçı örneklerindeki etkin difüzyon katsayıları hesaplanmıştır. Bu amaçla F- µ c/µ 1c grafikleri oluşturulmuştur. Perlitli alçı sıvası için 313 K deki F-µ c/µ 1c grafiği Şekil 4 de gösterilmiştir. Şekil 4 de gösterildiği gibi oluşturulan F-µ c/µ 1c grafiklerinin eğiminden hesaplanan etkin difüzyon katsayısı değerleri Tablo 4 de verilmiştir. Şekil 4. Toluenin 313 K de perlitli alçı sıvasına ait F-µ c/µ 1c grafiği Tablo 4. Toluenin farklı sıcaklıklarda çalışılan alçı örneklerindeki etkin difüzyon katsayısı değerleri Yapı Malzemesi De, cm /s 98 K 313 K 333 K Perlitli alçı sıvası 0.039 0.047 0.059 Isı yalıtım levha alçı sıvası 0.015 0.033 0.073 İnşaat alçısı 0.08 0.050 0.081 Makine sıva alçısı 0.083 0.101 0.391 Saten perdah alçısı 0.061 0.076 0.15 4. TARTIŞMA Çalışılan sıcaklıklarda tüm alçı örneklerinde toluenin pelet üstünün açık ve kapalı olduğu durumlarda elde edilen sıfırıncı moment değerlerinin (Şekil ) birbirine yakın olduğu görülmüştür. Bu sonuç toluenin çalışılan alçı örneklerinde tüm sıcaklıklarda tersinir olarak adsorplandığını göstermektedir (Doğu ve ark. 1996). Böylece tersinir adsorpsiyon için geçerli olan Eşit. 4 ve 5 kullanılarak toluenin alçı örneklerindeki adsorpsiyon ve difüzyon katsayıları hesaplanabilir. Tablo den görüldüğü gibi toluenin çalışılan tüm alçı örneklerindeki adsorpsiyonu artan sıcaklıkla azalmaktadır. Fiziksel adsorpsiyonun genel karakteristiği (Ruthven, 1984) olan bu durum için çalışılan alçı örneklerinde toluenin fiziksel olarak adsorplandığı söylenebilir. Tablo den ayrıca genel olarak tüm sıcaklık değerlerinde en iyi toluen adsorpsiyonunun inşaat alçısı ve makine sıva alçılarında; en düşük toluen adsorpsiyonunun ise ısı yalıtım levha alçısında gerçekleştiği görülmektedir. Tablo 3 den görüldüğü gibi çalışılan tüm alçılarda adsorpsiyon ısılarının negatif olduğu ekzotermik adsorpsiyon meydana gelmiştir. Tablo 3 den hesaplanan adsorpsiyon ısısı değerleri 5-30 kcal/gmol aralığındaki değerlerden düşük olduğu görülmektedir. Bu durum çalışılan alçı örneklerinin hepsinde fiziksel adsorpsiyonun varlığını desteklemektedir (Ruthven, 1984). 1

Son olarak gerçekleştirilen ikinci merkezi moment analizlerinden alçı örneklerinde toluenin etkin difüzyon katsayıları hesaplanmıştır. Tablo 4 de görüldüğü gibi çalışılan tüm alçı örneklerinde toluenin etkin difüzyon katsayısı değerleri 10-5 -10-6 m /s aralığındadır. Gerek alçı örneklerinde herhangi bir UOB adsorpsiyonu için ve gerekse farklı yapı malzemelerinde toluen adsorpsiyonu için literatürde yapılan çalışmalarda benzer sayısal büyüklüklere sahip etkin difüzyon katsayısı değerlerinin elde edildiği sonuçlarına ulaşılmıştır (Xu ve Zhang, 011; Kwan ve Cho, 013; Xu ve ark., 01; Meininghause ve Uhde, 00; Tang ve ark., 014). Böylece bu çalışmada hesaplanan etkin difüzyon katsayısı değerlerinin literatürle uyum içinde olduğu söylenebilir. Tablo 4 den ayrıca etkin difüzyon katsayısı değerlerinin beklenildiği gibi sıcaklık arttıkça arttığı görülmektedir. 5. GENEL SONUÇLAR ve ÖNERİLER Toluenin farklı sıcaklıklarda çeşitli alçılardaki difüzyon ve adsorpsiyonunun dinamik metotla incelendiği bu çalışmada özetle aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir: Çalışılan sıcaklık aralığında toluen çalışılan tüm alçı örneklerinde tersinir olarak adsorplanmıştır. Sıcaklık arttıkça adsorpsiyon azalmıştır. Adsorpsiyon ısısı değerlerinden fiziksel adsorpsiyonun gerçekleştiği görülmüştür. İkinci merkezi moment analizlerinden toluenin çalışılan alçı örneklerindeki etkin difüzyon katsayısı değerlerinin 10-5 -10-6 m /s aralığında değiştiği görülmüştür. Sıcaklık arttıkça etkin difüzyon katsayısı değerleri de artmıştır. Bu konu üzerine daha sonra çalışma gerçekleştirecek araştırmacılara, çalışılan alçı örneklerinde toluen difüzyon ve adsorpsiyonuna relatif nem etkisinin ve farklı UOB lerin difüzyon ve adsorpsiyonunun incelenmesi önerilmektedir. KAYNAKLAR Alyüz, B. ve Veli, S., (006). İç Ortam Havasında Bulunan Uçucu Organik Bileşikler ve Sağlık Üzerine Etkileri, Environment Engineering Science, 7, 109-116. Cox, S.S., Zhao, D. and Little J.C., (001). Measuring Partition and Diffusion Coefficients for Volatile Organic Compounds in Vinyl Flooring, Atmospheric Environment, 35, 383-3830. Doğu, T.,Yaşyerli, N.,Doğu, G., McCoy, B.J. and Smith, J.M., (1996). One-sided Single-pellet Technique for Adsorption and Intraparticle Diffusion, AIChE J., 4, 516-53. Huang, H. and Haghighat, F., (003). Building Materials VOC Emissions-a Systematic Parametric Study, Building and Environment, 38, 995-1005. Kwon, S. H. and Cho, D., (013). A Study on Isothermal Adsorption of VOCs Onto Gypsum Mortar Incorporating Oyster Shell, Clean Tecnology, 19, 134-139. Luo, R. and Niu, J.L., (006). Determining Diffusion and Partition Coefficients of VOCs in Cement using one FLEC, Building and Environment, 41, 1148-1160. Meininghaus, R. and Uhde, E., (00). Diffusion Studies of VOC Mixtures in a Building Material, Indoor Air, 1, 15-. Ruthven, D.M., (1984). Principles of Adsorption and Adsorption Processes, John Wiley, New York. 13

Tang, S.W., Chen, E., Li, Z.J. and Shao, H.Y., (014). Assessment of Steady State Diffusion of Volatile Organic Compounds in Unsaturated Building Materials Based on Fractal Diffusion Model, Building and Environment, in-press. Vural, M.S. ve Balanlı, A., (005). Yapı Ürünü Kaynaklı İç Hava Kirliliği ve Risk Değerlendirme de Ön Araştırma, Megaron Yıldız Teknik Üniversitesi, Mimarlık Fakültesi Dergisi, 1, 8-39. Xu, J., Zhang and Jianshun S., (011). An Experimental Study of Relative Humidity Effect on VOCs Effective Diffusion Coefficient and Partition Coefficient in a Porous Medium, Building and Environment., 46, 1785-1796. Xu, J., Zhang, Jianshun S., Liu, X. and Gao1, Z., (01). Determination of Partition and Diffusion Coefficients of Formaldehyde in Selected Building Materials and Impact of Relative Humidity, Journal of Air and Waste Management Association, 6, 671-679. Yang, X.,Chen, Q., Zhang, J.S., An, Y., Zeng, J. and Shaw, C.Y., (001). A Mass Transfer Model for Simulating VOC Sorption on Building Materials, Atmospheric Environment, 35, 191-199. Yaşyerli, N., Doğu, G., Doğu, T. and McCoy, B.J., (1999). Pulse-response Study for the Humidity Effect on Sorption of Ethyl Bromide on Clays, American Institute of Chemical Engineering J., 45, 91-98. 14