Güneş enerjisi destekli doğal taşınımlı kurutma sisteminde kurutma parametrelerinin incelenmesi
Investigation of the drying parameters at the drying system with natural convection supported with solar energy
Yazar: HASAN KARAKAYA
Danışman: DOÇ. DR. MERAL ÖZEL
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Elazığ ilinde elma ve biber kurutma işlemini gerçekleştirmek için doğal taşınımlı, güneş enerjisi destekli iki farklı kurutma sisteminin tasarımı ve imalatı yapılmıştır. Kurutma sistemlerinde ve dış ortam şartlarında gerçekleştirilen kurutma işlemine güneş ışınımı, rüzgâr hızı, bağıl nem, sıcaklık ve ürün boyutlarının kuruma davranışı üzerine etkisi incelenmiştir. Deneysel çalışmalar sonucu, kurutma sistemlerinde ve dış ortam şartlarında kurutulan ürünlerin ilk nem içerikleri ve belirli zaman periyotlarında nem içeriğindeki değişimleri tespit edilip, ayrılabilir nem oranı değerleri bulunmuştur. Analiz sonucu elde edilen ayrılabilir nem oranı değerleri ile deneysel çalışmalarla elde edilen ayrılabilir nem oranı değerleri arasındaki ilişki regresyon analizi yardımıyla incelenmiştir. Sonuç olarak teorik zamana bağlı ayrılabilir nem oranı denklemleri eğri uydurma yöntemi kullanılarak elde edilmiştir.
Yapılan çalışmalar sonucu kurutma havası sıcaklığının artması ile bağıl nemin azaldığı, kurutulan ürünlerin nem içeriğindeki düşüşün arttığı ve kurutma sürelerinin azaldığı görülmüştür. Kurutma işleminin gerçekleştirildiği dönemlerde artan güneş ışınımı değerlerine bağlı olarak kurutma sistemlerinde elde edilen sıcaklık değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. Kurutulan ürünlerin kalınlıkları ve ağırlıkları arttıkça nem içeriğindeki düşüşün azaldığı ve kurutma süresinin arttığı tespit edilmiştir. Soğurucu yüzeyli kurutucunun, dış ortamda şartlarındaki kurutma işlemine ve borulu kolektöre sahip kurutucuya göre daha aktif görev yaptığı görülmüştür. Soğurucu yüzeyli kolektöre sahip kurutucuda elmaların nem içerikleri %86' dan ortalama %7.9' a kadar, biberlerin nem içerikleri ise %94.5' tan ortalama %8.21 nem içeriğine düşürülmüştür. Elma kurutma işleminde kurutucu içerisinde 43.2°C ile 55.9°C arasında sıcaklıklar elde edilirken, biber kurutma işleminde ise 41.6°C ile 56.5°C arasında sıcaklıklar elde edilmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Doğal Taşınım, Regresyon Analizi, Bağıl Nem, Kurutucu

Abstract:
Investigation of the Drying Parameters at the Drying System with Natural Convection Supported with Solar Energy
In this study, two different drying systems supported with solar energy with natural convection are designed and manufactured to realise the drying process of apple and pepper in Elazığ. Effect on drying behavior of solar radiation, wind velocity, relative humidity, temperature and product dimensions is examined at these drying systems and at drying process realised with laying method at the external environment conditions. At the end of experimental studies first moisture contents of dried products at the drying systems and the external environment conditions, and variations in the moisture content at the certain time periods are determined and then, humidity rate are calculated. The corelation of the values of resolvable humidity rate obtained by analysis and experimental study is examined by analysis and experimental study is examined by regression analysis. Consequently, the equations of resolvable humidity rate theoretically developed are obtained using the curve fitting method as time depedent.  
As a results, it is seen that relative humidity decreases, reduction in the moisture content of dried products increases and drying time decreases when the temperature of drying air increases. In the period realised of drying process, it is determined that the temperature values obtained in the drying systems increase depending up on values of increasing solar radiation. It is seen that reduction in the moisture content decreases and drying time increases as thicknesses and weights of dried products increase. The results show that absorber surfaced dryer is better than drying process external environment conditions and dryer having tubular collector. In absorber surfaced dryer, moisture contents of apples are reduced averagely from %86 to %7.9 while moisture contents of peppers are reduced averagely from %94.5  to %8.21. Temperatures in the dryer are obtained between 43.2°C and 55.9°C in the drying of apple while they are obtained between 41.6°C and 56.5°C in the drying of peppers.
Key Words: Natural Convection, Regression Analysis, Relative Humidity, Dryer