Yapılandırılmış dolgu malzemesi geometrilerinin hidrodinamik çözümlemesi

Tepsili kolonlar kadar dolgulu kolonlar da; kimya mühendisliği ayırma işlemlerinde sıklıkla kullanılmaktadır. Yeni nesil dolgu malzemesi olarak yapılandırılmış metal dolgular diğer kolon içeriklerine göre iyi bir alternatiftir. Yapılandırılmış dolgu kolon içerisinde oldukça açık bir petek yapısı, eğimli akış kanalları ve gaz akışına çok az direnci olan yüksek bir yüzey alanı sağlar. Bu malzemenin performansının belirlenmesi üzerine literatürde pek çok çalışma bulunmaktadır ve yeni geometri tasarımları için çalışmalar yapılmaktadır. Bu tezde, piyasada bulunan bir tür yapılandırılmış dolgu malzemesi kanalından akan havanın, kuru ortamda, farklı geometriler için hidrodinamik davranışı incelenmiştir. COMSOL Multiphysics yazılım ile gerçekleştirilen benzetimlerle 3B ortamında fiziksel bir model tanımlanmış ve HAD modülündeki doğrusal akış şartları esas alınmıştır. Seçilen parametrelere göre, iki farklı kıvrım açısı için, üç farklı giriş hızı ve üç farklı basınç şartında olmak üzere; COMSOL'da geliştirilen model kullanılarak 18 benzetim ve sıcaklık değişiminin etkisinin gözlemlenebilmesi için farklı iki sıcaklık değeri için benzetimler yapılmıştır. Benzetimlerden elde edilen sonuçlar imalatçı kataloglarında yayımlanan sonuçlar karşılaştırılmış ve uyumlu olduğu görülmüştür. Bunun anlamı, yeni yapılandırılmış dolgu malzemelerinin tasarımının laboratuvarda çalışılarak denemesi yerine böyle bir çalışmayla yapılabileceği ve bunun gerçek tesis ekipmanının yapımından önce maliyet açısından daha etkin olabileceğidir.