Yıl: 2016 Cilt: 36 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 37 - 45 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI

Öz:
Bu çalışmanın amacı, adsorbent yatakta ısı ve kütle transferini analiz etmek için kullanılan yerel ısıl denge ve sabit basınç yaklaşımı varsayımların geçerliliğini araştırmaktır. İçerisinde silika jel partikülleri içeren bir yatak ile su kabı olan bir deney düzeneği tasarlanmış ve adsorpsiyon sürecinde yatağın içinde farklı yerlerde yerel sıcaklık ve basınç ölçülmüştür. Ayrıca, sabit basınç yaklaşımı ve yerel ısıl denge varsayımlara dayalı ısı ve kütle transferi denklemleri çözülmüştür. Sayısal sonuçlar, ilgili deneysel sonuçlarla karşılaştırılmış ve aralarında oldukça iyi bir uyum tespit edilmiştir. Gerçekleştirilen karşılaştırmaya dayanarak, incelenen yatak için iki önemli sonuç şu şekildedir: a) katı madde ve su buharı arasında yerel ısıl denge bulunmaktadır, b) bir yatak içinde parçacıklar arası kütle transferi direnci ihmal edilebilir düzeyde olup konsantrasyonunun ve sıcaklığın belirlenmesi için sabit basınç yaklaşımı geçerlidir. Ayrıca, bu çalışmada sunulan deneysel sonuçlar diğer araştırmacıların sayısal çalışmalarının geçerliliğini doğtulamak için değerli veriler sağlayacaktır.
Anahtar Kelime:

Konular: Taşınım Mühendislik, Makine Malzeme Bilimleri, Özellik ve Test Taşınım Bilimi ve Teknolojisi

VALIDATION OF LOCAL THERMAL EQUILIBRIUM AND UNIFORM PRESSURE ASSUMPTIONS FOR AN ISOBARIC ADSORPTION PROCESS IN AN ADSORBENT BED

Öz:
The aim of the present study is to investigate the validation of the local thermal equilibrium and uniform pressure approach assumptions employed for analyzing heat and mass transfer in the adsorbent beds. An experimental setup consists of an adsorbent bed filled with silica gel particles and a water vessel was designed and constructed such way to measure the local temperature and pressure in different locations inside the bed during the adsorption process. Moreover, the heat and mass transfer equations based on uniform pressure approach and local thermal equilibrium assumptions were solved. The numerical results were compared with the corresponding experimental results and excellent agreement between them was observed. Based on the performed comparisons, two significant remarks for the studied bed were concluded, a) a local thermal equilibrium between solid and water vapor exists, b) the interparticlemass transfer resistance in the bed is negligible and the uniform pressure approach for determination of concentration and temperature distributions inside the bed can be used. Furthermore, the presented experimental results in this study provide valuable data for validation of computational studies for other researchers.
Anahtar Kelime:

Konular: Taşınım Mühendislik, Makine Malzeme Bilimleri, Özellik ve Test Taşınım Bilimi ve Teknolojisi
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Bart H.J., Germerdonka R., Ning P., 1996, Twodimensional non-isothermal model for toluene adsorption in a fixed-bed adsorber, Chemical Engineering and Processing, 35, 57-64.
  • Cacciola G., Hajji A., Maggio G., Restruccia G., 1993, Dynamic simulation of a recuperative adsorption heat pump, Energy,18, 1125-1137.
  • Chahbani H.M., Labidi J., Paris J., 2002, Effect of mass transfer kinetics on the performance of adsorptive heat pump system, Applied Thermal Engineering, 22, 23-40.
  • Chua H.T., Ng K.C., Malek A., Kashiwagi T., Akisawa A., Saha B.B., 1999, Modeling the performance of twobed, silica gel-water adsorption chillers, International Journal of Refrigeration, 22, 194-204.
  • Demir H., 2008, An experimental and theoretical study on the improvement of adsorption heat pump performance, Chemical Engineering, Izmir, Izmir Institute of Technology, Doctor of philosophy.
  • Demir H., Mobedi M., Ülkü S., 2011, Microcalorimetric investigation of water vapor adsorption on silica gel, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 105 375-382.
  • Ilis G. G., Mobedi M., Ülkü S., 2009, Modelling and numerical simulation of an adsorption heat pump cycle, 17. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, Sivas.
  • Ilis G. G., Mobedi M., Ülkü S., 2010, A parametric study on isobaric adsorption process in a closed adsorbent bed, International Communications in Heat and Mass Transfer, 37, 540-547.
  • Ilis G. G., Mobedi M., Ülkü S., 2011, A dimensionless analysis of heat and mass transport in an adsorber with thin fins; uniform pressure approach, International Communications in Heat and Mass Transfer, 38, 790-797.
  • Ilis G. G., Mobedi M., Ülkü S., 2013, Comparison of uniform and non-uniform pressure approaches used to analyze adsorption process in a closed type adsorbent bed, Transport in Porous Media, 98, 81-10.
  • Leong K.C., Liu Y., 2004, Numerical modeling of combined heat and mass transfer in the adsorbent bed of a zeolite/water cooling system, Applied Thermal Engineering. 2359-2374.
  • Leong K.C., Liu Y., 2008, Numerical modeling of a zeolite/water adsorption cooling system with nonconstant condensing pressure, International Communications in Heat and Mass Transfer, 35, 618- 622.
  • Saha B.B., Koyama S., Kashiwagi T., Akisawa A., Ng K.C., Chua H.T., 2003, Waste heat driven dual-mode, multi-stage, multi-bed regenerative adsorption system, International Journal of Refrigeration, 26, 749-757.
  • Sakoda A., Suzuki M., 1984, Fundamental study on solar powered adsorption cooling system, Journal of Chemical Engineering of Japan, 17, 52-57.
  • Sakoda A., Suzuki M., 1986, Simultaneous transport of heat and adsorbate in closed type adsorption cooling system utilizing solar heat, Journal of Solar Energy Engineering-Transactions of ASME, 108, 239-245.
  • Solmus I., Yildirim C., 2014, Theoretical analysis of the performance of an adsorption cooling system for various working pair, J. of Thermal Science and Technology, 34, 2, 29-37.
  • Vasiliev L.L., Kanonchik L.E., Rabetsky M.I., 2014, Thermally regulated cylinder for adsorption storage of a hydrogenous gas, International Journal of Heat and Mass Transfer, 71, 125-132.
  • Wang X., Chua H.T., 2007, Two bed silica gel water adsorption chillers: An effectual lumped parameter model, International Journal of Refrigeration, 30, 1417- 1426.
  • Won W., Lee S., Lee K. S., 2012, Modeling and parameter estimation for a fixed-bed adsorption process for CO2 capture using zeolite 13X, Separation and Purification Technology, 85, 120-129.
  • Xiao J., Hu M., Benard P., Chahine R., 2013, Simulation of hydrogen storage tank packed with metalorganic framework, International Journal of Hydrogen Energy, 38, 13000-13010.
APA GEDIZ ILIS G, MOBEDİ M, ÜLKÜ S (2016). BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI. , 37 - 45.
Chicago GEDIZ ILIS Gamze,MOBEDİ Moghtada,ÜLKÜ Semra BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI. (2016): 37 - 45.
MLA GEDIZ ILIS Gamze,MOBEDİ Moghtada,ÜLKÜ Semra BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI. , 2016, ss.37 - 45.
AMA GEDIZ ILIS G,MOBEDİ M,ÜLKÜ S BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI. . 2016; 37 - 45.
Vancouver GEDIZ ILIS G,MOBEDİ M,ÜLKÜ S BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI. . 2016; 37 - 45.
IEEE GEDIZ ILIS G,MOBEDİ M,ÜLKÜ S "BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI." , ss.37 - 45, 2016.
ISNAD GEDIZ ILIS, Gamze vd. "BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI". (2016), 37-45.
APA GEDIZ ILIS G, MOBEDİ M, ÜLKÜ S (2016). BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 36(1), 37 - 45.
Chicago GEDIZ ILIS Gamze,MOBEDİ Moghtada,ÜLKÜ Semra BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi 36, no.1 (2016): 37 - 45.
MLA GEDIZ ILIS Gamze,MOBEDİ Moghtada,ÜLKÜ Semra BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, vol.36, no.1, 2016, ss.37 - 45.
AMA GEDIZ ILIS G,MOBEDİ M,ÜLKÜ S BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi. 2016; 36(1): 37 - 45.
Vancouver GEDIZ ILIS G,MOBEDİ M,ÜLKÜ S BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi. 2016; 36(1): 37 - 45.
IEEE GEDIZ ILIS G,MOBEDİ M,ÜLKÜ S "BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI." Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 36, ss.37 - 45, 2016.
ISNAD GEDIZ ILIS, Gamze vd. "BİR ADSORBENT YATAKTA ISOBARİK ADSORPSİYON PROSESİ İÇİN YEREL ISIL DENGE VE SABİT BASINÇ KABULUNUN DOĞRULANMASI". Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi 36/1 (2016), 37-45.