Modeling of drying in polymeric thin films
Polimerik ince filmlerde kurumanın modellenmesi
- Tez No: 104191
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BİRGÜL TANTEKİN ERSOLMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Difüzyon katsayısı, Hareketli sınır problemleri, Polimer film, İnce filmler, Diffusion coefficient, Moving boundary problems, Polymeric film, Thin films
- Yıl: 2001
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Bu çalışmanın amacı, kuruyan polimerik ince filmlerdeki buharlaşma olayının modellenmesidir. Polimerik ince filmlerin kuruması endüstride, membran hazırlanması, polimer kaplamalar ve yapıştırıcılar gibi birçok uygulama alanında karşılaşılan bir durumdur. Buharlaşma sırasında ısı ve kütle taşınım olayları aynı anda gerçekleşmekte ve polimer filminin kalınlığı, çözücünün filmi terk etmesinin bir sonucu olarak azalmaktadır. Çözücü, film tabakasını, hareket eden üst sınırdan terk etmektedir. Hazırlanan modelin, çözücünün polimer içindeki ikili difüzyon katsayısının derişime bağımlıüğımn yanı sıra, filmin incelmesini de dikkate alması gerekmektedir. Sonuçta elde edilen denklemler, hareketli sınır tabakaya sahip, lineer olmayan parabolik kısmi diferansiyel denklemlerdir ve sayısal çözüm gerektirmektedir. Çözüm yöntemi, değişken difüzyon katsayısını ve hareketli sınır tabakadaki sınır şartı düzgün bir şekilde hesaplayabilmelidir. Lineer olmayan kısmi diferansiyel denklemlerin çözümünde en sık kullanılan teknik, lineer olmayan terimleri bir dizi lineer fonksiyona dönüştüren lineerleştirme tekniğidir. Elde edilen denklem dizisi, tekrarlı bir algoritma içinde kullanılır ve, değerler önceden tespit edilen bir toleransta yakmsayana kadar hesaplama sürer. Hareketli sınırı düzgün hesaplayabilmek için, sınırın hareketi izlenmeli ya da sınır, uygun bir değişken dönüşümü ile, belirli bir noktada sabitlenmelidir. Bu çalışmada, sınırın sabitlenmesi sonucunda ortaya çıkan denklemler problemi sayısal çözüm açısından daha karmaşık bir hale getirdiğinden, sınır hareketinin izlenmesi yöntemi kullanılmıştır. Model sonuçlan literatürden derlenen deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Kısa zaman aralıkları için kabul edilebilir sonuçlar elde edilmiştir. Sistemi tanımlayan parametrelerin daha hassas hesaplanması, sayısal çözümün hassasiyetini de arttıracaktır. xı
Özet (Çeviri)
SUMMARY The objective of this thesis is to model the evaporation process during drying of polymeric thin films, which has a wide range of applications in the industry such as membrane preparation, polymeric coatings and adhesives. During the evaporation process, simultaneous heat and mass transfer occurs and the film thickness decreases due to the solvent loss through the moving upper boundary of the film. Therefore, the model must take the film shrinkage into account, as well as the concentration dependence of the binary diffusion coefficient of the solvent in the polymer. The final equations are highly nonlinear parabolic partial differential equations with a moving boundary, and therefore must be solved numerically. The numerical solution procedure should be able to handle the variable diffusion coefficient and the boundary condition at the moving boundary in a correct manner. The most widely used technique for the solution of the nonlinear partial differential equations is linearization, which depends on expanding the nonlinear terms into a sequence of linear functions. The sequence of functions is used in an iterative algorithm and the iteration continues until the values satisfy a predetermined tolerance. To handle the moving boundary; either the boundary movement must be tracked inside space domain (front tracking technique), or the boundary must be fixed in a specific point in the space domain by a suitable coordinate transformation (front fixing technique). In this thesis front tracking technique has been utilized due to the reason that the front fixing technique results in more complex equations. The model results are compared with the experimental results collected from the literature. Comparison of the model predictions with the experimental data indicated reasonable agreement at early and intermediate time values.
Benzer Tezler
- Modeling of stress development in aerogel preparation
Aerojel üretiminde gerilim oluşumunun modellenmesi
BETÜL ÜNLÜSÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. SERMİN SUNOL
- Özgün seramik yüzeylerde ham sırlarla ve pigmentlerle sağlanan estetik yorum
The Aesthetic interpretation on the original ceramic surfaces using raw glaze and pigments
CANDAN DİZDAR
- Robotlu boyamada bir simulasyon yöntemi
Başlık çevirisi yok
EMİN TAHRALI
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. A. COŞKUN SÖNMEZ
- Simulation of an industrial spagetti draying process with the data obtained in a batch system
Endüstriyel spagetti kurutma sürecinin kesikli bir sistemden elde edilen verilerle simülasyonu
RIDVAN KÜÇÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
MUSTAFA ÖZİLGEN