Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi

GÜL, MEHMET ZAFER; Yangaz, Murat Umut; Ekici, Bülent; Calisir, Mehmet Durmus; Kilic, Ali; Polat, Yusuf; DEMİR, ALİ

doi:10.17341/gazimmfd.470850

Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi

Yusuf POLAT, (İstanbul Teknik Üniversitesi, TEMAG Laboratuvarı, İstanbul, Türkiye)

Murat Umut YANGAZ, (Marmara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye)

Mehmet Durmuş ÇALIŞIR, (İstanbul Teknik Üniversitesi, TEMAG Laboratuvarı, İstanbul, Türkiye)

Mehmet Zafer GÜL, (Marmara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye)

Ali DEMİR, (İstanbul Teknik Üniversitesi, TEMAG Laboratuvarı, İstanbul, Türkiye)

Bülent EKİCİ, (Marmara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye)

Ali KILIÇ (İstanbul Teknik Üniversitesi, TEMAG Laboratuvarı, İstanbul, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

6 1

Yıl: 2020 Cilt: 35 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 1719 - 1728 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.470850 İndeks Tarihi: 13-01-2021

Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi

Öz:

Bu çalışmada çözeltiden üfleme tekniği (Solution Blowing Technique) ile üretilen nanoliflerin lif çapı vemorfolojisi üzerine uygulanan hava basıncının etkisi hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analiziANSYS® Fluent yazılımı kullanılarak incelenmiştir. Elde edilen HAD analizi sonuçları daha öncegerçekleştirilen deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Bu sonuçlara göre hava giriş basıncı 100 kPa’dan300 kPa değerine çıkınca lif çapı azalmakta ve lif morfolojisi daha düzgün olmaktadır. Ancak, 300 kPa’dan600 kPa değerine çıkınca hem lif çapı artmaktadır, hem de türbülans yoğunluğu (TY) arttığı için lifmorfolojisinde topaklanmaların olduğu görülmektedir. 100 kPa değerinde ise havanın polimer çözeltisinitahrik kuvvetinin yetersizliğinden dolayı damlacıklı yapıların olduğu görülmüştür. Aynı şekilde buçalışmada hava basıncının etkisi sonlu hacimler metodu (SHM) ile incelenmiştir ve deneysel veriler ilekıyaslanmıştır.

Anahtar Kelime:

Effect of air pressure on nanofiber production in solution blowing method

Öz:

In this study, effect of air pressure on nanofiber diameter and morphology was studied for solution blowing technique. A computational fluid dynamics (CFD) analysis was realized via ANSYS® Fluent software, and the results were compared with experimental solutions. The results showed that an increase in air inlet pressure from 100 kPa to 300 kPa has significant effect on nanofiber diameter and morphology. In contrast, as the air inlet pressure increases above 300 kPa to 600 kPa, both nanofiber diameter increases, and the fiber agglomerations are observed due to high turbulence intensity. The droplets were observed at 100 kPa air inlet pressure due to low driving force applied to the polymer solution. The effects of air pressure on nanofiber diameter and morphology have been investigated by using finite volume method, and the results are compared with the experimental results.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Akgul Y., Polat Y., Canbay E., Demir A., ve Kilic A., Nanofibrous composite air filters, Editör: Jawaid M. ve Khan M.M., Polymer-based Nanocomposites for Energy and Environmental Applications, Woodhead Publishing, 553-567, 2018.
2. Stojanovska E., Ozturk N. D., Polat Y., Akbulut H., ve Kilic A., Solution blown polymer/biowaste derived carbon particles nanofibers: An optimization study and energy storage applications, Journal of Energy Storage, 26, 100962, 2019.
3. Gökçe E.C., Akgül Y., Kiliç A., ve Açma E., Antibakteriyel Nanolif Yapılarının Çözeltiden Üfleme Sistemi ile Üretimi ve Karakterizasyonu, Tekstil ve Mühendis, 25 (110), 78-85, 2018.
4. Stojanovska E. vd., A review on non-electro nanofibre spinning techniques, RSC advances, 6 (87), 83783– 83801, 2016.
5. Teo W.E., ve Ramakrishna S., A review on electrospinning design and nanofibre assemblies, Nanotechnology, 17 (14), R89, 2006.
6. Thenmozhi S., Dharmaraj N., Kadirvelu K., ve Kim H. Y., Electrospun nanofibers: New generation materials for advanced applications, Materials Science and Engineering: B, 217, 36-48, 2017.
7. Kenry, ve Lim C. T., Nanofiber technology: current status and emerging developments, Progress in Polymer Science, 70, 1-17, 2017.
8. Akgül Y., ve Kilic A., Polivinil Alkol (PVA) Nanoliflerin Üretiminde Yenilikçi Bir Yaklaşım: Santrifüjlü Lif Üretimi, Tekstil ve Mühendis, 25 (109), 30-36, 2018.
9. Gundogdu N.S., Akgul Y., ve Kilic A., Optimization of centrifugally spun thermoplastic polyurethane nanofibers for air filtration applications, Aerosol Science and Technology, 52 (5), 515–523, 2018.
10. Polat Y., vd., Solution blowing of thermoplastic polyurethane nanofibers: A facile method to produce flexible porous materials, Journal of Applied Polymer Science, 133 (9), 43025, 2016.
11. Versteeg H. K. ve Malalasekera W., An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method. Pearson education, 2007.
12. Anderson D., Tannehill J.C., ve Pletcher R. H., Computational fluid mechanics and heat transfer. Taylor & Francis, 2016.
13. Reynolds O., An experimental investigation of the circumstances which determine whether the motion of water shall be direct or sinuous, and of the law of resistance in parallel channels, Philosophical Transactions of the Royal society of London, 174, 935– 982, 1883.
14. Menter F.R., Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications, AIAA journal, 32 (8), 1598–1605, 1994.
15. Menter F. R., Kuntz M., ve Langtry R., Ten years of industrial experience with the SST turbulence model, Turbulence, heat and mass transfer, 4 (1), 625–632, 2003.
16. Wilcox D.C., Reassessment of the scale-determining equation for advanced turbulence models, AIAA journal, 26 (11), 1299–1310, 1988.
17. Köysüren H.N. ve Köysüren Ö., Preparation of polyvinyl alcohol composite nanofibers and solid-phase photocatalytic degradation of polyvinyl alcohol, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33 (4), 1411–1418, 2018.
18. Lou H., Han W., ve Wang X., Numerical Study on the Solution Blowing Annular Jet and Its Correlation with Fiber Morphology, Ind. Eng. Chem. Res., 53 (7), 2830- 2838, 2014.

APA	Polat Y, Yangaz M, Calisir M, GÜL M, DEMİR A, Ekici B, Kilic A (2020). Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi. , 1719 - 1728. 10.17341/gazimmfd.470850
Chicago	Polat Yusuf,Yangaz Murat Umut,Calisir Mehmet Durmus,GÜL MEHMET ZAFER,DEMİR ALİ,Ekici Bülent,Kilic Ali Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi. (2020): 1719 - 1728. 10.17341/gazimmfd.470850
MLA	Polat Yusuf,Yangaz Murat Umut,Calisir Mehmet Durmus,GÜL MEHMET ZAFER,DEMİR ALİ,Ekici Bülent,Kilic Ali Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi. , 2020, ss.1719 - 1728. 10.17341/gazimmfd.470850
AMA	Polat Y,Yangaz M,Calisir M,GÜL M,DEMİR A,Ekici B,Kilic A Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi. . 2020; 1719 - 1728. 10.17341/gazimmfd.470850
Vancouver	Polat Y,Yangaz M,Calisir M,GÜL M,DEMİR A,Ekici B,Kilic A Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi. . 2020; 1719 - 1728. 10.17341/gazimmfd.470850
IEEE	Polat Y,Yangaz M,Calisir M,GÜL M,DEMİR A,Ekici B,Kilic A "Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi." , ss.1719 - 1728, 2020. 10.17341/gazimmfd.470850
ISNAD	Polat, Yusuf vd. "Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi". (2020), 1719-1728. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.470850

APA	Polat Y, Yangaz M, Calisir M, GÜL M, DEMİR A, Ekici B, Kilic A (2020). Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(4), 1719 - 1728. 10.17341/gazimmfd.470850
Chicago	Polat Yusuf,Yangaz Murat Umut,Calisir Mehmet Durmus,GÜL MEHMET ZAFER,DEMİR ALİ,Ekici Bülent,Kilic Ali Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35, no.4 (2020): 1719 - 1728. 10.17341/gazimmfd.470850
MLA	Polat Yusuf,Yangaz Murat Umut,Calisir Mehmet Durmus,GÜL MEHMET ZAFER,DEMİR ALİ,Ekici Bülent,Kilic Ali Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.35, no.4, 2020, ss.1719 - 1728. 10.17341/gazimmfd.470850
AMA	Polat Y,Yangaz M,Calisir M,GÜL M,DEMİR A,Ekici B,Kilic A Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(4): 1719 - 1728. 10.17341/gazimmfd.470850
Vancouver	Polat Y,Yangaz M,Calisir M,GÜL M,DEMİR A,Ekici B,Kilic A Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(4): 1719 - 1728. 10.17341/gazimmfd.470850
IEEE	Polat Y,Yangaz M,Calisir M,GÜL M,DEMİR A,Ekici B,Kilic A "Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35, ss.1719 - 1728, 2020. 10.17341/gazimmfd.470850
ISNAD	Polat, Yusuf vd. "Çözeltiden üfleme ile nanolif üretim yönteminde hava basıncının nanolif üretimine etkisi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35/4 (2020), 1719-1728. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.470850