A computational fluid dynamics (CFD)-discrete element modeling (DEM) investigation of centrifugal separation processes of particle-laden flows
Partikül içeren akışlarda santrifüj separasyon işlemlerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD)-ayrık eleman modelleme (AEM) bileşimi ile incelemesi
- Tez No: 559143
- Danışmanlar: PROF. DR. YUNUS ÇERÇİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Sayısal akışkanlar dinamiği, Computational fluids dynamic
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Aydın Adnan Menderes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İnek sütündeki Somatik hücre sayısı (Somatic Cell Count-SCC) aşırı yüksek değerleri ürün kalitesine ve üretim kapasitesine önemli zararlar veren 'Mastitis' hastalığının açık belirtisi haline gelmesi sebebiyle, süt tesisinde sürü sağlığının önemli değişkenlerinden biridir. Dolayısıyla, SCC indeksinin, süt işleme tesisine kabulü sırasında yasalarla belirlenmiş sınırların altına indirilmesi gerekir. Bu çalışmada, süt temizleme işlemi, somatik hücrelerin ayrık partiküller, sütün ise partikül içeren, iki fazlı saf ve sürekli bir akışkan olarak modellenmesi yoluyla araştırılmıştır. Disk tipi bir santrifüj içerisinde partiküllerin çökelme davranışları yanısıra sürekli akışkan karakteristiği, Euler-Lagrange bileşimi kullanan Ayrık Eleman Modelleme (AEM) ile bağlaşık Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yardımıyla incelenmiştir. Somatik hücreler için kabul edilen 6-20μm aralığında, 16.5μm ortalama partikül çapı için doğrulama noktasında %87.83'lük ölçüm verisine karşılık %91.05'luk ayrıştırma kabiliyeti hesaplanmıştır. Farklı besleme ve devir hızlarında, ayrıca farklı disk sayılarında gerçekleştirilen benzetimler, artan merkezkaç kuvvetler ve azalan besleme hızlarının partikül ayrışım oranlarını en üst düzeye çıkardığını göstermektedir. Ancak işlemin elverişliliği açısından bu üç değişkenin eniyilenmesi gerekliliğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Somatic cell count (SCC) in bovine milk is an important parameter of cattle health in a dairy farm, the exceeding numbers of which heavily indicate an infection in milk called 'Mastitis', reducing the overall quality of product and crippling the yield. Therefore, the SCC index of milk must be reduced below legal limits when admitted to a dairy compound. In this study, the clarification process of milk is investigated by modeling the somatic cells in milk as discrete particles, meanwhile the milk is assumed to be a continuous, pure substance; constituting a two-phase, particle-laden medium. The sedimentation behavior of particles along with flow characteristics of the continuous medium in a disk-stack centrifuge is investigated in terms of Computational Fluid Dynamics (CFD) coupled with Discrete Element Modeling (DEM) where a Euler-Lagrange scheme is employed. A 6-20μm range for somatic cells is assumed, yielding an 87.89% separation efficiency against an 87.83% validation point; that is for 16.5μm of average diameter of particles. Simulations performed on different throughput rates, rotational speeds of solid-bowl and number of disks employed imply that increasing centrifugal forces, applied with minimum throughput rates maximize the particle sedimentation, reducing the SCC index. However, an optimization between the three parameters are required to maintain operation feasibility.
Benzer Tezler
- Experimental and numerical investigation of spouted bed solar receivers
Taşkın yataklı güneş alıcılarının deneysel ve sayısal incelenmesi
ARİF EREN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiEnerji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT KÖKSAL
- Optimization of twin shafted concrete mixer
İkiz milli beton karıştırıcı optimizasyonu
MEHMET ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR KIRKKÖPRÜ
- Tunçbilek termik santrali'nin 5. ünite kazanındaki alev oluşumunun sayısal modellemesi
Numerical modeling of flame formation in the 5th unit boiler of Tunçbi̇lek thermal power plant
FARUK ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
- An ALE approach for free surface simulations
Serbest yüzey simülasyonları için ALE yaklaşımı
ÇAĞATAY GÜVENTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ŞAHİN
- Düşey eksenli hidrokinetik türbin için asimetrik kanal tasarımı
Asymmetric duct design for vertical axis hydrokinetic turbine
OĞUZ SUSAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. HAKAN ÖKSÜZOĞLU