Çekirdekli üzüm kurutmada güneş enerjisi destekli dönel akışlı kurutucu tasarımı
Design of solar dryer system with swirling flow for drying seeded grape
Yazar: GÜLŞAH ÇAKMAK
Danışman: PROF. DR. CENGİZ YILDIZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy

Özet:
Bu çalışmada, güneş enerjisi destekli dönel akışlı yeni bir kurutma sistemi tasarlanarak, Elazığ yöresinde yetişen üzümlerin yapay olarak kurutulması durumunda kuruma parametreleri deneysel ve teorik olarak araştırılmıştır. Deneysel çalışma amacıyla yeni tip havalı güneş kollektörü, FDM'li kollektör ve kurutma kabininden oluşan güneş enerjili kurutma sistemi geliştirilmiştir.Çalışma kurutmanın önemi ve kurutucu çeşitlerine giriş, daha sonra sırasıyla literatür, güneş enerjisi ile kurutma sistemleri, güneş kolektörleri, kurutma teorisi, güneş enerjisi depolama yöntemleri, deneysel çalışma ve yöntem, deneysel verilerin değerlendirilmesi, kuruma eğrilerinin matematiksel olarak modellenmesi, enerji ve ekserji analizi ve sonuç ve öneriler olarak onbir bölümden oluşmuştur.Çalışmanın sonunda geliştirilen havalı güneş kollektörlü dönel akışlı kurutucuda kurumanın üniform bir şekilde gerçekleştiği ve dönel akış ortamında kurutulan ürünlerde klasik sisteme göre daha kısa sürede ve daha düşük nem değerlerine ulaşıldığı görülmüştür. Farklı hava hızlarında yapılan deneylerde kurutma havası hızının artmasıyla kuruma süresinin azaldığı tespit edilmiştir. Ayrıca; kurutucu içerisine hava yönlendirme elemanları, kurutma odası girişine ise dönel eleman yerleştirilerek kurutma deneyleri yapılmış ve açık havada doğal şartlarda yapılan kurutma deneyleri ile kuruma süresi bakımından karşılaştırılmıştır. Buna göre doğal şartlarda 200 saat olan kuruma süresinin, 1.5 m/s hava hızı için dönel akışlı kurutucuda, geliştirilen havalı güneş kolektörünün ve FDM' li kolektörün birlikte kullanılması durumunda 56 saate düştüğü görülmüştür.Kurutma deney sonuçlarından elde edilen kurutma eğrilerinin matematiksel modellenmesi lineer olmayan regresyon analiz yöntemiyle yapılmış, deneysel ve teorik değerlerin uyum içerisinde olduğu görülmüştür. İmal edilen kurutucu için enerji ve ekserji analizleri gerçekleştirilmiş ve sonuçlar yorumlanmıştır.

Abstract:
In this thesis, a new solar dryer system with swirling flow was developed and the drying parameters were investigated for artificially drying of grapes growing in Elazığ province. For experimental study, drying system with solar energy including the developed air solar collector, FDM collector, and drying cabin was used.The study consists of eleven sections. The sections provides the important of drying and drying types, scanning the literature, dryer systems with solar energy, solar collectors, dryer theory, methods of storing solar energy, experimental study and method, the evaluation of obtained experimental results, mathematically modeling of drying curves, energy and exergy analysis, results and suggestions, respectively.At the final of the study, the obtained all results was compared. It was observed that drying by the developed dryer with swirl flow and air solar collector appeared in uniform way and crops being dried at swirling flow environment dried in less time and reached less moisture values. In the experiments realized in different speed, it was determined that drying time reduces as increasing the drying air speed. In addition, by putting air ventilation components into dryer and swirl components on the entrance section of the drying room, drying experiments was carried out also. Drying experiments realized at open air under natural conditions and drying time was compared. Accordingly, while drying time under natural conditions was 200 hours, by using together the developed solar collector and FDM collector at drying with swirling flow with air speed 1.5 m/s it was observed that drying time reduced to 56 hours.From the drying experimental results, the mathematical modeling of drying curves was carried out by nonlinear regression analysis methods. It was found that the obtained experimental and theoretical values were in harmony with one another. Energy and exergy analyze of the manufactured drying system was realized and the obtained results was interpreted.