Konvektif-radyatif bir kurutucu tasarımı ve kurutma parametrelerinin incelenmesi
Design of a convective-radiative dryer and investigating its drying parameters
Yazar: DUYGU EVİN
Danışman: PROF.DR. VEDAT TANYILDIZI
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2004
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
ÖZET Doktora Tezi KONVEKTİF-RADYATİF BİR KURUTUCU TASARIMI VE KURUTMA PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ Duygu EVİN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı 2004, Sayfa: 82 Bu çalışmada, konvansiyonel kurutuculardan farklı yeni bir zıt akışlı sürekli tip konvektif-radyatif kurutucu tasarlanarak imal edilmiştir. Kurutucunun ana parçası olan düşey kolon içerisindeki yukarı yönlü hava akışı, parçacıkların kontrollü düşmelerini sağlamaktadır. Sekiz adet PID sıcaklık kontrollü radyatif çubuk ısıtıcının bulunduğu kurutma kolonu, kurutma işlemi için birleşik konvektif-radyatif ısı transferi sağlamaktadır. Kurutma deneyleri, kurutma kolonu çıkışının girişe bağlandığı kapalı devre ve açık devre durumlarında yapılmıştır. Kurutucuya ait kurutma parametrelerinin tespiti için farklı hava sıcaklıklarında ve hava hızlarında açık ve kapalı sistem olarak vinimik cinsi ayçekirdeği ve soya fasulyesi için kurutma deneyleri yapılmıştır. Ayçekirdeği kurutma deneyleri, açık ve kapalı sistemde 40, 50, 60 ve 70°C hava sıcaklık değerleri sabit tutularak her bir sıcaklık için 2.4, 2.8, 3.2 ve 3.6 m/s hava hızlarında; soya fasulyesine ait kurutma deneyleri ise, açık sistemde 50 ve 70°C hava sıcaklıkları sabit tutulmak suretiyle her bir sıcaklık için 2.8, 3.2, 3.6, 4 ve 4.4 m/s hava hızlarında yapılmıştır. Fışkıran yataktakine benzer şekilde, kurutma havası ve yaş katı cisim arasındaki mükemmel temas sebebiyle sağlanan yüksek ısı ve kütle transferinin bir sonucu olarak yüksek kuruma hızı gerçekleştirilmiştir. Daha ileri bir avantaj olarak konvektif ve radyatif ısı transferinin birlikte uygulanması, özellikle kurutmanın başlangıç safhalarında yüzey neminin hızlı çekilmesi ve yüksek kuruma hızı sağlamaktadır. Kurutma periyotları süresince, kolonda kalma süresinin kısa olması dikkate değer ölçüde enerji tasarrufu sağlamakta ve ısıya duyarlı malzemelerin gerektirdiği yüksek sıcaklılarda hızlı kuruma için kullanıma izin vermektedir. Anahtar Kelimeler: düşerken kurutma, konvektif-radyatif kurutma, kolon kurutucu. IX

Abstract:
ABSTRACT Ph.D. Thesis DESIGN OF A CONVECTIVE -RADIATIVE DRYER AND INVESTIGATING ITS DRYING PARAMETERS Duygu EVİN Fırat University Graduate School of Science and Technology Department of Mechanical Engineering 2004, Page: 82 In this study, a novel counter-current type continuous convective-radiative dryer, different from the conventional dryers, is designed and manufactured. Downfall velocity of the particles is controlled by upward air flow through a vertical column composing the main part of the dryer. The drying column, equipped with eight radiative bar-heaters controlled by a PID temperature control system, provides combined convection and radiation heat transfer for drying process. Drying experiments were conducted in open circuit flow and in a closed cycle in which the outlet of the drying column is connected to the inlet. Drying experiments were conducted for sunflower and soybeans in open and closed cycles to determine the drying parameters of the dryer at different drying air temperatures and velocities. 40, 50, 60 and 70°C drying air temperatures and 2.4, 2.8, 3.2 and 3.6 m/s air velocities were used for open and closed cycle sunflower drying experiments; and soybeans were dried at 50 and 70°C drying air temperatures for 2.8, 3.2, 3.6, 4 and 4.4 m/s drying air velocities. As a consequence of high heat and mass transfer rates, high drying rates were achieved owing to the perfect contact between the drying air and the wet solids, similarly in spouted beds. Downfall drying requires less pumping power than spouted beds. As a further advantage, application of combined convective and radiative heat transfer ensured fast removal of surface moisture and provided faster drying rates, especially during the initial stages of drying. Short residence time during the drying periods, provides significant energy savings and permits the usage for heat-sensitive materials necessitating fast drying at high temperatures. Key Words: downfall drying, convective-radiative drying, column dryer. X