ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Benzer belgeler
4. Adveksiyon ve Difüzyon Süreçleri

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI TRANSFERİ LABORATUARI

KMM 302 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI I

Adsorpsiyon. Kimyasal Temel İşlemler

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

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY 4

KMB0404 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı III GAZ ABSORSPSİYONU. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞĐMĐ ÇALIŞMA YAPRAĞI

TAŞINIMLA ISI AKTARIMI DENEYİ

KAYNAMALI ISI TRANSFERİ DENEYİ. Arş. Gör. Emre MANDEV

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları

Dr. Osman TURAN. Makine ve İmalat Mühendisliği Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi ISI TRANSFERİ

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

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

Boya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme

YOĞUŞMA DENEYİ. Arş. Gör. Emre MANDEV

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM

T.C RECEP TAYYİP ERDOĞAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVARI 1 DERSİ TERMAL İLETKENLİK DENEYİ DENEY FÖYÜ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

ELEMENT VE BİLEŞİKLER

MALZEME BİLİMİ. Difüzyon

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

E = U + KE + KP = (kj) U = iç enerji, KE = kinetik enerji, KP = potansiyel enerji, m = kütle, V = hız, g = yerçekimi ivmesi, z = yükseklik

MAK-LAB007 AKIŞKAN YATAĞINDA AKIŞKANLAŞTIRMA DENEYİ

KİMYASAL BİLEŞİKLER İÇERİK

ELEMENTLER VE BİLEŞİKLER

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI LABORATUVARI ISI İLETİM KATSAYISININ TESPİTİ DENEY FÖYÜ

Bu dersin önkoşulu bulunmamaktadır.

1. HAFTA Giriş ve Temel Kavramlar

FİZYOLOJİ LABORATUVAR BİLGİSİ VEYSEL TAHİROĞLU

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMB-305 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI I

TAŞINIMIN FİZİKSEL MEKANİZMASI

ELEMETLER VE BİLEŞİKLER ELEMENTLER VE SEMBOLLERİ

GAZ ABSORPSİYON/DESORPSİYON SİSTEMLERİ TASARIMI

KYM 101 KİMYA MÜHENDİSLĞİNE GİRİŞ PROBLEM SETİ

Isı transferi (taşınımı)

KARARLI HAL ISI İLETİMİ. Dr. Hülya ÇAKMAK Gıda Mühendisliği Bölümü

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: KİM 2013

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

6. Aşağıdaki tablodan yararlanarak X maddesinin ne olduğunu (A, B,C? ) ön görünüz.

Borularda Akış. Hesaplamalarda ortalama hız kullanılır.

KYM 101 KİMYA MÜHENDİSLĞİNE GİRİŞ PROBLEM SETİ

ISI DEĞİŞTİRİCİLERİN TASARIMI [1-4]

MEMM4043 metallerin yeniden kazanımı

SU ARITMA TESİSLERİNDE HAVALANDIRMA

Birden çok maddenin kimyasal bağ oluşturmadan bir arada bulunmasıyla meydana gelen maddelere karışım denir.

KİNETİK GAZ KURAMI. Doç. Dr. Faruk GÖKMEŞE Kimya Bölümü Hitit Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi 1

Katlı oranlar kanunu. 2H 2 + O 2 H 2 O Sabit Oran ( 4 g 32 g 36 g. 2 g 16 g 18 g. 1 g 8 g 9 g. 8 g 64 g 72 g. N 2 + 3H 2 2NH 3 Sabit Oran (

ÖLÇME, DEĞERLENDİRME VE SINAV HİZMETLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

FARMASÖTİK TEKNOLOJİ I «ÇÖZELTİLER»

ÇÖZELTİLERİN KOLİGATİF ÖZELLİKLERİ

Maddeyi Oluşturan Tanecikler-Madde Hallerinin Tanecikli Yapısı. Maddeyi Oluşturan Tanecikler- Madde Hallerinin Tanecikli Yapısı

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

ENERJİ YÖNETİMİ VE POLİTİKALARI

5) Çözünürlük(Xg/100gsu)

EDUCATIONAL MATERIALS

KYM 202 TERMODİNAMİK

DENEY-1: NEWTON KURALINA UYMAYAN AKIŞKANLARIN REOLOJİK DAVRANIŞLARI

KAYNAMALI ISI TRANSFERİ DENEYİ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Bölüm 5: Yayınma (Difüzyon)

KATI SIVI EKSTRAKSİYONU

Sıcaklık (Temperature):

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Mekanizma ve etkileyen faktörler Difüzyon

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

HÜCRE MEMBRANINDAN MADDELERİN TAŞINMASI. Dr. Vedat Evren

KİNETİK GAZ KURAMI. Doç. Dr. Faruk GÖKMEŞE Kimya Bölümü Hitit Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi 1

KBM404 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı III. Tepsili Kurutucu. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUARI

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI TRANSFER LABORATUVARI SUDAN SUYA TÜRBÜLANSLI AKIŞ ISI DEĞİŞTİRİCİSİ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

KARIŞIMLARIN AYRIŞTIRILMASI

Momentum iletimi. Kuvvetin bileşenleri (Momentum akısının bileşenleri) x y z x p + t xx t xy t xz y t yx p + t yy t yz z t zx t zy p + t zz

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI LABORATUVARI DOĞAL VE ZORLANMIŞ TAŞINIM DENEY FÖYÜ

3. AKIŞKANLARDA FAZ DEĞİŞİKLİĞİ OLMADAN ISI TRANSFERİ

ISI VE KÜTLE AKTARIMI. Dr. Hülya ÇAKMAK Gıda Mühendisliği Bölümü

AKIŞKANLARIN ISI İLETİM KATSAYILARININ BELİRLENMESİ DENEYİ

TARIMSAL YAPILAR. Prof. Dr. Metin OLGUN. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü

STOKİYOMETRİ. Kimyasal Tepkimelerde Kütle İlişkisi

BÖLÜM 1: TEMEL KAVRAMLAR

ENERJİ DENKLİKLERİ 1

Çözeltiler. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN. Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2006

TOZ METALURJİSİ Prof.Dr. Muzaffer ZEREN

Öğretim yılından itibaren kayıt olacak çift anadal öğrencileri içindir.

ISI VE SICAKLIK. 1 cal = 4,18 j

YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

7. HAFTA ZAMANA BAĞLI ISI İLETİMİ

Sürekli Rejimde İletim Çok Boyutlu 77. Giriş 1. Sürekli Rejimde İletim Bir Boyutlu 27. Geçici Rejim Isı İletimi 139

Suyun Fizikokimyasal Özellikleri

ISI TRANSFERİ LABORATUARI-1

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ LABORATUARI

Transkript:

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ LABORATUVARI -II DENEY FÖYÜ DENEY ADI KÜTLE TRANSFERİ DERSİN ÖĞRETİM ÜYESİ DENEYİ YAPTIRAN ÖĞRETİM ELEMANI

KÜTLE TRANSFERİ DENEYİ Deneyin Amacı: Gözenekli bir ortam içerisinden akışkan geçişi üzerinde kütle transferi kavram ve karakteristiğini incelemek, parametrik değerler yardımı ile sayısal bir kütle transferi değeri bulmak. Teorik Bilgi KÜTLE TRANSFERİ Kütle aktarımı doğada değişik biçimlerde sık karşılaşılan bir olaydır. Örneğin açık havadaki bir havuzdaki su buharlaşarak çevredeki durgun havaya geçer, bir bardak çaya eklenen şeker önce çözünür, sonra sıvı içinde yayınır, hava içerdiği kirleticilerden yağmur damlaları aracılığıyla temizlenir. Vücutta kana oksijen, kandan havaya karbondioksit aktarımları ve değişik böbrek fonksiyonları kütle aktarım olayının doğal örneklerini oluştururlar. Bilim ve uygulamada ve özellikle kimyasal proses mühendisliğinde, kütle aktarımı iki ayrı amaç için kullanılır, birincisinde bir kimyasal tepkime söz konusudur ve tepkimenin başlayabilmesi için ilgili maddelerin önce bir araya gelmesi ve daha sonra ürünlerin ortamdan uzaklaştırılması gerekir. İkincisinde ise herhangi bir karışımdan bir ya da daha fazla bileşenin istenilen saflıkta fiziksel yöntemlerle ayrılması istenir. Ayırma işlemleri olarak da adlandırılabilen damıtma, gaz soğurulması vb. gibi bu kütle aktarımı işlemleri kimyasal proses mühendisliğinin en önemli ve yoğun çalışma alanlarını oluşturur. Bütün bu kütle aktarımı olaylarında moleküller, itici kuvvet olarak adlandırılan bir potansiyel nedeniyle bir konumdan diğer bir konuma taşınırlar. Olay moleküler yayınmanın yanında, konveksiyonla (ya da yığın akımıyla) ve bazı durumlarda da türbülanslı karışma nedeniyle taşınımı da kapsar. Moleküler yayınmanın nedeni, herhangi bir bileşenin farklı konumlarda farklı kimyasal potansiyele sahip olmasıdır, diğer bir deyimle itici kuvvet kimyasal potansiyel farkıdır. Herhangi bir bileşenin kimyasal potansiyelinin değişik iki konumda farklı olması, derişim farkı, basınç farkı, sıcaklık farkı ya da etki eden dış kuvvetlerin(yer çekimi, manyetik vb.) farklı olması gibi nedenlerden oluşabilir. Örneğin bir sisteme sıcaklık değişimi uygulayarak Soret Etkisi olarak bilinen kütle aktarımını sağlayabiliriz.

Burada kütle aktarımının özel bir anlamda kullanıldığını belirtmekte yarar vardır. Kuşkusuz,herhangi bir yığın akımıyla tüm kütle bir konumdan diğer bir konuma taşınabilir(örneğin suyun bir boru içindeki akışı vb.). Ancak burada biz kütle aktarımını, karışımdaki herhangi bir bileşenin ya aynı faz içinde bir başka konuma ya da diğer bir faza fiziksel dengeyi sağlamak amacıyla taşınımını kapsaması amacıyla kullanıyoruz. Momentum, Isı ve Kütle Aktarımı Arasındaki Benzeşim Çoğu kimya uygulaması temelde üç aktarım olayından oluşur, bunlar momentum, ısı ve kütle aktarımlarıdır. Örneğin akışkanların akımı, karışması, sedimentasyon ve süzme tipik momentum aktarımı içeren işlemlerdir. Isı aktarımına ısı değiştiricileri örnek gösterilebilir. Kütle aktarımına ise gaz soğurulmasında, kurutmada, damıtmada ve sıvıdan ve katıdan özütlemede rastlanır. Burada kütle bir fazdan diğer bir faza ya da tek bir faz içinde taşınabilir, ve ortam gazi sıvı ya da katı olabilir, ancak tüm olaylarda temel mekanizmalar aynıdır. Her üç aktarım olayı aşağıdaki eşitlikle ifade edilebilir: Aktarım hızı (akısı) = İtici Kuvvet/Direnç Örneğin sabit yoğunluk ve özgül ısılı bir sistem için Fourier ısı iletim yasası; şeklindedir ve ilk denkleme uyar. = ( / )

Kütle aktarımında ise Fick yasası geçerlidir ve tüm derişimin sabit kalması halinde; = ( / ) şeklindedir. Burada A maddesinin z yönündeki molar akısıdır ( / / ), A maddesinin B maddesi içinde moleküler yayınırlığı ( / ) ve A maddesinin molar derişimidir( / ). Gözenekli Katılarda Difüzyon Bu tür ortamlarda normal, yüzey ve Knudsen yayınması olmak üzere üç tür difüzyon söz konusudur. Ancak üzerinde yoğunlaşacağımız difüzyon türü, Fick yasasının iki boyutlu benzeşiminden yararlanarak modellenebilen yüzey yayınmasıdır. Yüzey yayınmasında yayınan maddenin önce gözenek yüzeylerinde adsorblanması söz konusudur, daha sonra adsorplanan moleküller bir adsorpsiyon merkezinden diğerine sıçrayarak yayınabilir. Böylece mol/hacim cinsinden geleneksel derişim yerine mol/alan cinsinden yüzey derişimi kullanılır. Burada Ca1>Ca2 ise a maddesi, 1 sınırından 2 sınırına doğru yayınır. Ancak gözenekli katı yapısı nedeniyle yayınan herhangi bir molekül katı taneciklerin engelleriyle karşılaştıüından dolambaçlı bir yol izlemek zorundadır ve gerçekte katedilen yol z2-z1 den tortuosity faktörü ( ) kadar fazladır. = ç / 2 1 Ayrıca yine, inert katı tanecikler nedeniyle difüzyon yönüne dik alanın tümü yayınan moleküllerin geçişine açık değildir. Eğer ε boşluk kesri ise; = ç / = ş ( ö h )/ ( ö + )h

olur. Böylece difüzyon yolu ( 2 1), birim kesit alanda difüzyon alanı olduğundan; = ( )/ ( 2 1) bulunur. Burada moleküler difüzyon katsayısıdır. Gözenekli ortamı oluşturan akışkan gaz ise, molar derişimler kısmi basınca dönüştürülebileceğinden; = ( )/ ( 2 1) Burada gerçek katı taneciklerin geçirgen sayılamadığı ve inert davrandığı, yayınanın gözenekleri oluşturan gaz içinden moleküler nedenle yayındığı varsayılmıştır. Deneyin yapılışı Deney şeması aşağıdaki şekildedir.

Bilgisayar kontrollü sistemde bir konsantrasyon hücresi, ve bu hücrenin ikişer adet giriş-çıkış bölgeleri vardır. Yakıt hücresi içerisinde bulunan gözenekli ortamdan kütle transferi gözlenecektir. Hücreye giren suyun hücre içerisindeki gözenekli ortamdan difüzyon olması, ve difüze olan suyun azot yardımıyla hücre dışına çıkarılması esnasında teorik bilgi kısmında anlatılan difüzyon olayları geçerlidir. Ancak gerçekte gerek tortuosity faktörü veya gözenekli ortam içerisindeki polimer madde oranı gibi çok fazla değişken olması, gerekse gözenekli ortamın kalınlığının çok düşük olması nedeniyle hesaplamalar çok karmaşık olacaktır. Bunun için, hücredeki difüzyon olayı daha basit bir şekilde ele alınıp aşağıdaki formülle değerlendirilecektir. = Burada J, suyun akısını, m difüze olan su kütlesini, t difüzyon süresini, A ise difüzyonun gerçekleştiği alanı temsil etmektedir. Buna göre, hücreye gönderilen suyun difüze olma hali, süre de dikkate alınarak gözlenecektir. Burda hesaplanan değer, bir difüzyon katsayısı olmayıp, suyun akısı olarak düşünülmelidir. Raporda istenenler Kütle transfer çeşitleri hakkında bilgi Adsorption, absorption, chemisorption ve physisorption kavramlarının detaylı açıklamaları Günlük hayattan kütle transferine dair açıklamaları ile birlikte örnekler Farklı süreler ve sıcaklıklar için akı değeri hesaplamaları