Mathematical modelling of hydration of calcium oxide (Cao) in a packed bed chemical heat storage unit - Ercan, Ender (My University, 2015)
21. yüzyılda yenilenebilir enerji kaynakları insanlığın en önemli konusu haline gelmiştir. Artan insan nüfusunun sonucu doğan enerji kullanımı, enerji ihtiyacının artmasına neden olmuştur. Bunun bir sonucu olarak araştırmacılar yeni enerji kaynakları ve enerji depolama üzerine yoğunlaşmışlardır. Termal enerji depoları bunların gelecekte en güven verecek potansiyele sahip olanıdır. Termal enerji depoları enerji depolama açısından üç ana başlık altında toplanmıştır. Duyulur ısı depoları enerjinin sıvı yada katı dolgu maddelerinden faz değiştirmeksizin depolanması ve serbest bırakımı prensibine dayanır. Gizli ısı depolarında ise faz değiştiren maddelerin vasıtasıyla enerji depolama ve geri kazanım işlemi gerçekleşmektedir. Kimyasal enerji depoları içlerinde en yenilikçi olan ve gelecek için güven veren teknolojidir. Kimyasal ısı depolarında enerji tersinir reaksiyonlar vasıtasıyla kimyasal bağlar içerisinde depolanır. Bu çalışmanın temel amacı ısı transferi mekanizması iletim, adveksiyon ve konveksiyon ile yürüdüğü durumda kalsiyum oksitin (CaO) dolgulu yaktaklı ısı deposu tanklarında sıcaklık dağılımının belirlenmesi ve su buharı debisi gibi bazı değişkenlerin sıcaklık dağılımına etkisidir. Model geliştirilirken birleştirilmiş ve dağıtılmış parametreli olarak iki değişik yol izlenmiştir. Birleştirilmiş parametreli model sadece zaman değişkeni göz önüne alınarak direk konseptli kapalı bir sistem için elde edilmiştir ve model denklikleri Euler metodu yardımıyla çözülmüştür. Diğer yandan dağıtılmış parametreli model hem reaktör yüksekliği hem de bağımsız değişken olan zamanın fonksiyonu olarak açık sistem için geliştirilmiştir. Model denklikleri sonlu farklar yöntemi ile çözülmüştür. İleri sürülen matematiksel modelin nümerik çözümü Matlab ® yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlar değişik tasarım ve çalışma koşulları için denenmiştir.
Keywords: Kimya mühendisliği