19
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Archived Theses
Biyodizel üretiminde heterojen katalizör geliştirilmesi
Biyodizel, bitkisel, hayvansal ve kullanılmış yemek yağlarının katalizör eşliğinde kısa zincirli bir alkolle (metanol veya etanol) ile transesterifikasyon reaksiyonu sonucu açığa çıkan ve yakıt olarak kullanılan bir üründür. Reaksiyon esnasında yan ürün olarak gliserin oluşmaktadır. Transesterifikasyon sürecinde biyodizelin üretim verimini etkileyen en önemli parametrelerden biri kullanılan katalizörlerdir. Biyodizel üretiminde homojen ve heterojen katalizörler kullanılmaktadır. Homojen katalizörlerde verim yüksek olmasına rağmen sabunlaşma, fazla reaktif harcanması ve ekstra ayırma maliyeti gibi pek çok faktör üretim maliyetini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu yüzden sabunlaşmayı önleyen, yüksek verimli ve tekrar kullanılabilirliği yüksek heterojen katalizör geliştirme çabaları günümüzde büyük bir hız ve önem kazanmıştır.Bu çalışmada, doğal zeolit, volkanik tüf, CaO, MCM-41 ile ticari zeolitler (Z-700, Z-400) ise sentetik destek maddeleri olarak kullanılmıştır. Destek maddeleri üzerine KOH, KI, NaOH, ve Mg(NO3)2 gibi aktif maddeler ıslak emdirme yöntemine göre yüklenerek hazırlanan katalizörler kullanılmıştır. Doğal destek maddelerinin üzerine yükleme yapılmaksızın katalitik olarak aktif olup olmadıkları araştırılmıştır. Sıcaklık, konsantrasyon, metanol/yağ oranı, reaksiyon süresi, kullanılan katalizör tipi, yağ cinsi, destek maddesi ve boyut dağılımının ester dönüşüm verimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Sıcaklık, katalizör miktarı, aktif madde konsantrasyonu artışı, metanol/yağ oranı ve reaksiyonun süresinin optimum şartlara ulaşana kadar arttırılması ile verimin arttığı, katalizör tipine bağlı verimin değiştiği ve en iyi dönüşüm verimi ise KI yüklü doğal (zeolit A kodlu) destek maddesi kullanılarak yapılan çalışmalarda ulaşılmıştır. Ayrıca tanecik boyutunun artması ile verimin azaldığı gözlenmiştir.Bilim Kodu: 912.1.080Anahtar Kelimeler: Biyodizel, biyodizel üretimi, heterojen katalizör, iç esterdeğişimi, transesterifikasyon, zeolitSayfa Adedi: 132Tez Yöneticisi: Yrd. Doç. Dr. Muzaffer BALBAŞIProf. Dr. İrfan AR
Dipers turuncu boya ve karbon nanopartikül katkılı nematik sıvı kristallerin karakterizasyonu ve uygulanabilirliğinin araştırılması
Sıvı kristallerin Türkiye'de üretimi olmamakla birlikte oldukça yaygın kullanım alanları mevcuttur. Özellikle görüntü teknolojisindeki uygulamaları ile son yıllarda büyük ilgi odağı haline gelmişlerdir. Sıvı kristaller anizotropik birçok özelliğe sahip olup, görüntü ve benzeri birçok uygulama için uygun malzemelerdir. Bu doktora çalışmasında ilk olarak Dispers Turuncu 11, 13 ve 37 boyarmaddelerinin E7 sıvı kristali içerisindeki çözünürlükleri belirlendi. Bu aşamayı takiben boyarmaddelerin sıvı kristaldeki % 1'lik çözeltileri ve ardından ikili boyarmadde karışımları için düzen parametre değerleri spektrofotometrik olarak tayin edildi. Daha sonra boyarmadde ve sıvı kristalden oluşan karışımlara kütlece % 0,05 oranında iki farklı karbon nanopartikül eklendi ve boyarmadde-sıvı kristal karışımları için düzen parametre tayinleri nanopartikül ilaveli olarak gerçekleştirildi. Son olarak bu tayinlerin tamamı farklı gerilimler altında tekrarlandı. Düzen parametre tayinlerinin ardından numunelerin ısıl özellikleri irdelendi. Numunelerin tekstürlerinin eldesi ve ardı sıra gerçekleştirilen elektriksel karakterizasyon işlemleri ile çalışmalar tamamlandı. Yüzde çözünürlük değerleri bu boyarmaddeler için sırasıyla 2,24; 2,60 ve 0,20 olarak bulundu. Nanopartikül katkısız numuneler için düzen parametre değerinin 0,51-0,62 aralığında olduğu ve nanopartikül ilavesi ile bu değerlerin 0,56-0,74 aralığına yükseldiği görüldü. İkili boyarmadde karışımları ile bu değerler 0,90'lar mertebesine ulaştı. Numunelere ait termogramlar ile tekstürler birlikte incelendiğinde değerlerin birbiri ile uyumlu olduğu sonucuna ulaşıldı. Ayrıca kristale boyarmadde ve/veya nanopartikül ilavesinin sıvı kristal sıcaklık aralığını daraltmadığı, tam aksine artırıcı etki meydana getirdiği gözlemlendi.
Değişik katyon formundaki klinoptilolit tipi zeolitler kullanılarak sulu ortamdan çinko ve bakır giderilmesi
Bu çalışmanın amacı; atık sulardaki bakır ve çinko katyonlarının klinoptilolit tipi zeolitler kullanılarak iyon değişim yöntemi ile giderilmesidir.Çalışmanın ilk basamağında orijinal klinoptilolitin kimyasal analizi yapılmış ve X-ışını kırınım deseni çıkarılmıştır. Daha sonra klinoptilolit sodyum iyonu kullanılarak tek iyon formuna çevrilmiştir. Bu işlem sonucunda klinoptilolitin yapısındaki yer değiştirebilir katyonlar içerisindeki sodyum iyonu eşdeğer gram sayılarının dağılımı %11,7' den %58,9' a çıkarılmıştır.Devam eden çalışmalarda ise bakır ve çinko iyonları için iyon değişim denge deneyleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalarda, sıcaklık 250C ve toplam çözelti derişimi ise 0,1 N olarak alınmıştır. Deneyler sonucunda klinoptilolitin bakır iyonuna karşı olan seçiciliğinin klinoptilolitin çinko iyonuna karşı olan seçiciliğinden daha fazla olduğu belirlenmiştir. Hesaplamalar sonucunda sodyum-bakır ve sodyum-çinko sistemleri için termodinamik denge sabiti (Ka) sırasıyla; 0,52 ve 0,38; serbest enerji değişimi (?G0 kj/eş. g sa.) sırasıyla; 0,82 ve 1,20 kj/eş. g sa. olarak elde edilmiştir.Son aşamadaki çalışmalarda ise orijinal klinoptilolit bakır ve çinko iyonları kullanılarak tek iyon formuna çevrilmiştir. Bu işlem sonucunda klinoptilolitin yapısındaki yer değiştirebilir katyonlar içindeki bakır iyonu eşdeğer gram sayısı dağılımı %38,8 ve çinko iyonu eşdeğer gram sayısı dağılımı %31,1 olarak bulunmuştur. Devamında çinko ve bakır formlarındaki klinoptilolitler için iyon değişim denge deneyi çalışmaları yapılmıştır. Deneyler sonucunda elde edilen iyon değişim noktaları incelendiğinde, bakır-sodyum sistemi için 1 g klinoptilolit/5 mL çözelti ve 1 g klinoptilolit/10 mL çözelti noktaları dışında diğer noktaların sodyum-bakır sistemi ile uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Çinko-sodyum sisteminde ise noktaların sodyum-çinko sistemi ile uyumlu olduğu gözlemlenmiştir.
Metan kuru reform reaksiyonunun kinetiğinin incelenmesi
Metanın kuru reform reaksiyonu, küresel ısınmaya neden olan sera gazlarının değerli hammaddelere ve alternatif yakıtlara dönüştürülmesinde önem taşımaktadır. Bu çalışmada, metanın karbondioksit reformu ile hidrojen üretiminde kullanım potansiyeli olabilecek aktif, uzun ömürlü, H2 seçiciliği ve verimi yüksek katalizörlerin geliştirilmesi ve reaksiyon şartlarının araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, MCM-41 destekli Ni katalizörler sentezlenmiş ve katalitik özelliklerin iyileştirilebilmesi amacıyla yapıya soy metal (Ru) ve yükseltgeyici (Mg) ilavesi yapılmıştır. Yüksek yüzey alanına ve ısıl kararlılığa sahip MCM-41 malzemesi, katalizör destek maddesi olarak kullanılmıştır. Ni-MCM-41 katalizörler, Ni/Si molar oranı 0,2 olacak şekilde hidrotermal sentez yöntemi ile hazırlanmıştır. Katalitik aktiviteyi yükseltebilmek amacıyla katalizör yapısına emdirme yöntemi ile ağırlıkça %0,5, %1,0 ve %3,0 rutenyum (sırasıyla Ru/Si molar oranları 0,004, 0,011 ve 0,036) ilave edilmiştir. Katalizörlerin yapı ve fiziksel özelliklerinin belirlenebilmesi için XRD, BET yüzey alanı, N2 adsorpsiyon, EDS ve TGA analizleri yapılmıştır. Ni-MCM-41 malzemesi üzerine rutenyum eklenmesinin katalizör gözenek hacmini ve yüzey alanını azalttığı belirlenmiştir. Geliştirilen katalizörlerin katalitik test çalışmaları dolgulu kolon reaktör sisteminde gerçekleştirilmiştir. Aynı şartlarda yürütülen aktivite testlerinin sonrasında en iyi aktivite gösteren ağırlıkça %1,0 rutenyum içerikli 1,0Ru@Ni-MCM-41 (Ru/Si: 0,011) katalizörü ile farklı reaksiyon sıcaklıklarında (500-600oC) ve besleme gazı bileşimlerinde (CH4/CO2: 0,5-2) reaksiyon çalışmaları yürütülmüştür. Çalışmanın son aşamasında 1,0Ru@Ni-MCM-41 katalizörüne emdirme yöntemi ile ağırlıkça %1,0 ve %5,0 oranlarında magnezyum yükseltgeyici olarak ilave edilmiş ve hazırlanan Mg@Ru@Ni-MCM-41 katalizörleri ile katalitik testler gerçekleştirilmiştir. 1,0Ru@Ni-MCM-41 katalizörünün yapısına Mg yükleyerek H2 seçiciliğinin önemli ölçüde geliştirilebileceği görülmüştür.
Yarı kesikli polimer reaktörlerinin modele dayalı kontrolü
Polimerizasyon proseslerinde temel hedef istenen kalitede polimer üretmektir. Polimerizasyon reaksiyonları ekzotermik reaksiyonlar olduğu için büyük miktarlarda ısı açığa çıkar. Ortaya çıkan bu ısı endüstriyel boyutta polimer üretiminde önemli sorunlara neden olur. Ayrıca radikalik zincir reaksiyonlarında çok hızlı bir şekilde yüksek molekül ağırlıklarına çıkıldığı için ortam viskozitesi hızla artar. Polimerlerin ısıl iletkenlikleri de düşük olduğundan ısı aktarımı ve dolayısıyla sıcaklık kontrolü son derece zorlaşır. Polimer kalitesi doğrudan sıcaklık, başlatıcı konsantrasyonu gibi polimerleşme reaksiyonu sırasındaki koşullara, bağlı olup; reaktör sıcaklığının polimerleşme sırasında çok iyi kontrol edilmesi gerekmektedir.Bu çalışmada, stirenin yarı kesikli bir polimerizasyon reaktöründe, minimum süre içinde istenen dönüşüme, zincir uzunluğu sayısına ve molekül ağırlığına ulaşmak için gerekli optimum işletim koşulları bulunmuştur. Besleme giriş sıcaklığı profili farklı koşullar için, sistemin matematiksel model denklikleri ve enerji denkliklerinden elde edilmiştir. Optimizasyon işlemlerinde başlatıcının sürekli olarak reaktöre beslenmesi durumu göz önüne alınmıştır. Sistemin simülasyonu MATLAB ve Simulink simülasyon programı ve FORTRAN programlama diliyle geliştirilmiş programlar yardımıyla yapılmıştır. Reaktör içi sıcaklığı, kendinden ayarlamalı (self-tuning) PID denetleyici ile kontrol edilmeye çalışılmıştır. Kendinden ayarlamalı PID denetleyicinin ayar parametreleri genetik algoritma ile bulunmuştur. Daha sonra, belirlenen PID parametreleri yardımıyla deneysel çalışmalara geçilmiştir. Deneysel çalışmalar su ile ön deneme deneyleri ve polimer deneyleri olmak üzere iki kısımdan oluşmuştur. Belirli zaman aralıklarıyla alınan numunelerden % monomer dönüşümü ve viskozite ortalama molekül ağırlığı değerleri hesaplanmıştır. Yapılan çalışmada genetik algoritma ile kendinden ayarlamalı PID deneticinin, yarı kesikli polimer reaktör sıcaklığını başarıyla kontrol ettiği sonucuna ulaşılmıştır.Bilim Kodu: 912.1.084Anahtar Kelimeler: Kendinden Ayarlamalı PID Kontrol, Yarı kesikli polimerreaktörü, Genetik AlgoritmaSayfa Adedi: 159Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Sebahat ERDOĞAN
Polimer reaktörlerinde sıcaklık kontrolü ile elde edilen polistirenin nanosilika ile oluşturduğu kompozit kalitesinin incelenmesi
Doğal ve sentetik polimerler ile polimer kompozit malzemelerin, endüstrinin birçok alanında ve günlük hayatta çok fazla kullanım alanları bulunmaktadır. Polimerizasyon proseslerinde esas amaç istenilen kalitede polimer ve kompozitlerini üretmektir. Ürün kalitesi ise polimer kompozitin molekül ağırlığına, molekül ağırlığı dağılımına bağlıdır. Reaktörler işletim şartlarından çok fazla etkilenirler, istenilen kalitede ürün elde etmek için reaktör işletim koşullarının optimize edilmesi ve kontrolü gereklidir.Nanoteknoloji araştırmaları malzemenin yapısını molekül düzeyinde değiştirme şansını verir. Araştırmacılar molekülleri yeniden tasarlayarak pek çok fonksiyonu üründe bir araya getirebilirler. Değişik gaz ve sıvı geçirgenlikleri elde edilebilir. Nano parçacıkların ilavesi ile ürünlerde ışığa ve aleve direnç, güçlü mekanik ve ısıl performans ve gazlara karşı yüksek bariyer özellikleri sağlanır.Bu çalışmada, kesikli bir polimerizasyon reaktöründe, minumum sürede istenilen dönüşüm ve molekül ağırlığa ulaşmak için gerekli optimum reaksiyon sıcaklığı, kendinden ayarlamalı PID kontrolör ile kontrol edilmiştir. Optimum ayar parametrelerinde genetik algoritma kullanılmıştır.Çalışma iki deneysel kısımdan oluşmuştur. İlk basamak polistirenin kesikli polimerleşme reaktörünün kontrollü ve kontrolsüz durumunda eldesidir. Bu basamakta çözelti polimerleşmesinde polistiren, toluen, benzoil peroksit sırası ile monomer, çözücü ve başlatıcı olarak kullanılmıştır. İkinci aşamada, nano boyutta silikayla kontrollü ve kontrolsüz olarak üretilen polistirenle çeşitli oranlarda kompozitler üretilmiştir.Hazırlanan kompozit malzemelerin karakterizasyon aşamasında, termal özelliklerinin belirlenmesi için diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve termogravimetrik analiz (TGA), kırılma yüzeylerinin karakterizasyonunda taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır, polistirenin molekül ağırlığı bulunmuştur ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi için sertlik testleri uygulanmıştır.Yapılan mekanik karakterizasyon sonunda, artan silika oranının kompozit malzemelerin sertlik ve mekanik dayanımlarını arttırıcı, polistirenin kırılganlık özelliğini artırıcı yönde etkilediği görülmüştür. Isıl dayınımlarının artışını TGA ve DSC temogramlarında alınan sonuçlar desteklemektedir.
Akışkan yataklı membran reaktörlerde izobütan dehidrojenasyonunun incelenmesi
Yürütülen çalışmada, hidrojen için seçici bir palladyum kompozit membran hazırlanması ve bu membran performansının akışkan yataklı membran reaktör sisteminde izobütan dehidrojenasyonu ile izobüten eldesi reaksiyonu için araştırılması amaçlanmıştır. Son yıllarda izobüten, oktan sayısını artıran katkı maddeleri metil tersiyer bütil eter (MTBE) ve etil tersiyer bütil eter (ETBE) kullanımının artması ile önem kazanmıştır.ELP (electroless plating) tekniğiyle kaplama çalışmalarında, gözenekli cam tüpler destek malzemesi olarak kullanılmıştır. Sentezlenen Al(OH)3 jeli vakum altında desteğe emdirilmiştir. Vakum uygulaması 1 saat sürdürülmüş sonrasında Al(OH)3 yapısının ? -Al2O3'e dönüşümün sağlanması için desteğe 550oC' de ısıl işlem uygulanmıştır. Bu yükleme işlemi iki kez gerçekleştirilmiştir. Yüzeyde Al/Si oranı iki kez modifikasyondan sonra 5,65 (kütlece) olarak belirlenmiştir. Modifikasyonu yapılan destek sırasıyla asidik SnCl2, asidik PdCl2 ve saf suya daldırılarak aktifleştirilmiştir. Kaplama banyosu sıcaklığı 35oC' de, pH değeri 10-11 arasında tutularak aynı destek üzerinde altı kez kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Altıncı kaplama sonrası yüzey bileşimi % 98,46 Pd, % 1,36 Si, % 0,18 Al ve kaplama kalınlığı 130 µm olarak belirlenmiştir. Modifikasyon ve kaplama işlemleri ile destek gözenek çap dağılımının nasıl değiştiği fizisorpsiyon ve civa porozimetresi verileri kullanılarak belirlenmiştir. Altıncı kaplama sonrası ortalama çapı 7 nm olan gözeneklerin yapıda arttığı görülmüştür. İzobütanın dehidrojenasyonu sentezlenen membran tüpün içinde saf Cr2O3 katalizörü üzerinde gerçekleştirilmiştir. Ortalama tane boyutu 84 ? m olan Cr2O3 katalizör kullanılarak minimum akışkanlaşma hızı (umf) 17oC'de deneysel olarak 1,5 cm/s olarak bulunmuştur. Çalışmalar boş kolon hızı minumum akışkanlaşma hızının 1,7 katı olacak şekilde yürütülmüştür. Deneysel çalışmalar reaktör sıcaklığı 450oC' de tutularak ve membran tüplerin içi ve dışı arasında çok küçük bir basınç farkı (0,005 atm) yaratılarak gerçekleştirilmiştir. Akışkan yataklı membran reaktörde izobütanın izobütene dönüşüm oranının denge değerinin 1,5 katı olduğu belirlenmiştir.
Katalizör yüzeyinde ürenin bozunmasının incelenmesi
Taşıtlardan kaynaklanan hava kirliliğinin önemli bir kısmı dizel araçların egzozlarından salınan NOx gazlarıdır. Bu gazların çevreye zararsız N2 gazına indirgenmesi için kullanılan en etkili yöntemlerden birisi, bir indirgen madde yardımıyla katalizör yüzeyinde gerçekleştirilen seçici katalitik indirgeme (SCR) yöntemidir.Bu çalışmada NOx indirgenmesinde etkin indirgeme maddesi olan ürenin sol-gel yöntemiyle hazırlanan %1 Cu/Al2O3, %2 Cu/Al2O3, %2 Pt/Al2O3, %1 Ag/Al2O3, %2 Ag/Al2O3 ve %5 Ag/Al2O3 katalizörleri yüzeyinde bozunmasıyla meydana gelen bileşikler tespit edilmeye çalışılmıştır. Katalizörlerin kullanılmasıyla hazırlanan tabletlerin üzerine üre çözeltisi damlatılmak suretiyle 100?400°C sıcaklık aralığında FTIR cihazı kullanılarak spektrumlar alınmıştır. Deneysel çalışma sonucunda bütün katalizörlerde ürenin bozunma ve hidroliz bileşikleri olarak OH, NH, CH gerilme bantları görülmüştür. İlave olarak C=O gerilme titreşim bandı, CO2, melamin, amonyak, amonyum ve izosiyanat bileşiklerine ait pikler gözlenmiştir. Bu bileşiklerin yanı sıra üreye ait NH gerilme titreşimi, adsorplanmış ürenin NH2 gerilme titreşimlerine ait pikler de bazı katalizörlerde bozunma bileşiği olarak gözlenmiştir. Ürenin bozunma bileşiklerinden olan izosiyanat bütün katalizörde görülmekle birlikte en şiddetli pikini %2 Cu/Al2O3 katalizörü üzerinde 250°C sıcaklıkta vermiştir. En fazla sayıda bozunma bileşiği %1 Cu/Al2O3 katalizörü üzerinde 100°C sıcaklıkta alınan spektrumda elde edilmiştir.%1 Cu/Al2O3, %2 Ag/Al2O3, %2 Pt/Al2O3 katalizörlerinin maksimum NOx dönüşümü gösterdikleri sıcaklıklarda alınan spektrumlarda izosiyanat bileşiği görülmüştür. Ayrıca çalışılan katalizörlerde ve tüm sıcaklıklarda amonyak bileşiğinin oluştuğunu söylemek mümkündür. Bu katalizörlerde NOx dönüşümünün azaldığı sıcaklıklardaki spektrumlarda ise melamin pikinin şiddetinin yüksek olduğu görülmüştür. Sonuç olarak çalışılan katalizörlerde ürenin bozunması sonucunda NOx dönüşümü için önemli olan amonyak, izosiyanat ve melamin bileşikleri gözlenmiştir.
Benzin katkı maddesi etil tersiyer bütil eterin sıvı fazda sentezi ve reaksiyon kinetiğinin incelenmesi
Yapılan çalışmanın temel amacı, motorlu taşıtlarda kullanılan yakıtların insan ve çevre sağlığı üzerindeki olumsuz etkilerini azaltabilmek amacıyla çevre dostu benzin eldesinde katkı maddesi olarak kullanılabilecek etil tersiyer bütil eter (ETBE) sentezini gerçekleştirmektir. ETBE'nin sentezlendiği reaktantlardan etanolün yenilenebilir kaynak olması ve tersiyer bütil alkolün ARCO prosesinin yan ürünü olması bu oksijenli bileşiğin sentezlenmesinde önemli rol oynamıştır. Ayrıca ETBE'nin bilinen zararlı bir etkisinin olamaması ve MTBE'nin insan ve çevre sağlığı için zararlı etkilerinin olması yine ETBE'nin tercih edilmesini sağlamaktadır. Yapılan çalışmada ETBE sentezi sıvı fazda, sürekli akış reaktöründe; 343-373 K sıcaklık aralığında, tersiyer bütil alkolün etanol ile Amberlit-15 reçinesi üzerinde reaksiyonu ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmada tersiyer bütil alkol ve etanolün farklı başlangıç konsantrasyonlarının ve farklı reaksiyon sıcaklıklarının ürün dönüşümüne etkisi incelenmiştir. Ürün dönüşümleri, reaksiyon mertebesi ve reaksiyon hızları hesaplanmıştır. Sıcaklığın artması ile ürün dönüşümlerinde artış görülmüştür. Başlangıç TBA konsantrasyonunun artışı ile ürün dönüşüm değerlerinde fazla bir değişim görülmemekle birlikte 353K sıcaklığın üzerinde dönüşümlerde azalma gözlenmiştir. Çalışmada reaksiyon hızının tersiyer bütil alkolün başlangıç konsantrasyonun artması ve sıcaklığın artması ile arttığı görülmüştür. Reaksiyon hız denkleminde TBA mertebesinin yüksek sıcaklıklar (363-373K) için birden küçük ve düşük sıcaklıklarda (343-353K) ise mertebenin bire yakın olduğu bulunmuştur. ETBE eterleşme reaksiyonunun aktivasyon enerjisi düşük sıcaklıklar için 112,5 kJ/mol ve yüksek sıcaklıklar için 51,1 kJ/mol olarak hesaplanmıştır.
Amberlit-35 katalizörünün gözenek yapısının üç (3D) boyutlu rastgele ağ modeli üzerinden modellenmesi ve ağ boyutu etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada: Kaliteli benzin veya çevre dostu benzin eldesinde kullanılan katalizörlerden biri olan Amberlit-35 katalizörünün gözenekliğinin tayini ve fiziksel karakterizasyonu için, bilgisayar ortamında üç boyutlu ağ modeli kullanıldı. Ayrıca, farklı ağ boyutlarında (N=30- 40- 50); gözenek hacim dağılımı, rastgele gözenek ağ görüntüleri ve üç boyutlu ağ görüntüleri üzerindeki etkileri araştırıldı. Çalışmanın ilk aşamasında, gözenekli malzemelerin modellenmesi için Compact Visual Fortran derleyicisi altında çalışan KALINET programı, gözeneklerin üç boyutlu (3-D) rastgele gözenek ağ görüntülerinin farklı kesitleri için kullanılan SECTION programı ve üç boyutlu (3-D) ağ çizimleri için kullanılan KALINET3D programı fortran77'den fortran90'a dönüştürüldü. Programlar; GİNO5.5 ile desteklenip ve CVF (compact visual fortran) derleyicisi altında çalışır hale getirildi. Amberlit-35 katalizörü için gerçekleştirilen civa penetrasyon deneyi sonucunda, Amberlit-35 katalizörünün gözenekliliği 0.30 olduğu hesaplandı. Amberlit-35 katalizörü için penetrasyon 6491-35410 psia basınç aralığında gerçekleştiği gözlenmiştir. Teorik penetrasyon eğrisi her bir basınç aralığındaki gözenek sayıları değiştirilerek deneysel penetrasyon eğrisi ile çakıştırıldı. İlk olarak üç boyutlu ağ modeli; 30x30x30 boyutunda 83700 adet gözenek içeren, gözenek hacim dağılımı belirlendi. Daha sonra farklı ağ boyutlarında, gözenek hacim dağılımı, rastgele gözenek ağ görüntüleri ve üç boyutlu ağ görüntüleri üzerindeki etkilerini karşılaştırmak için, tekrar aynı işlemler 40x40x40-50x50x50 boyutlarında 196800- 382500 adet gözenek içeren ağ modelleri üzerinde denendi. Ağ boyutu üzerinde yapılan değişiklerin, elde edilen sonuçlarda herhangi bir değişime neden olmadığı ve deneysel sonuçlar ile uyumlu oldukları gözlendi. Çalışmanın ikinci kısmında Compact Visual Fortran (CVF) derleyici altında çalışan SECTION programında gözenekli yapılar 3-D boyutlu olarak gözlendi. Compact Visual Fortran (CVF) derleyicisi altında çalışan KALINET3D programı ile gözenekli yapıların yatayla farklı açılarda 3-D boyutlu görüntüleri oluşturuldu. Sonuç olarak: Kaliteli benzin eldesinde kullanılan Amberli-35 katalizörünün gözenekliliğini belirleyen civa porozimetresi yöntemi bilgisayar ortamında, farklı ağ boyutları kullanılarak gerçekleştirildi. Ortalama gözeneklilik 0.30 olarak belirlendi. Bu değer deneysel civa porozimetresinde elde edilen sonuç (0.30) ile uyumlu olduğu gözlendi. Ayrıca, gözenekli yapı üzerinde ağ boyutunun etkisi olmadığı belirlendi.