Experimental investigation of convective drying of green bricks in a laboratory scale tunnel dryer - Özen, Selin (My University, 2014)
LABORATUVAR ÖLÇEKLİ TÜNEL KURUTUCUDA YAŞ TUĞLALARIN KONVEKSİYONLA KURUTULMASININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ Bu çalışmanın amacı; farklı hava sıcaklıklarında ve hava hızlarında, farklı kil içeriğine sahip yaş tuğlaların kurutma davranışlarını araştırmak, yaş tuğlaların kurutma kinetiklerini belirlemektir. Bu amaçla, tasarlanan ve imal edilen laboratuvar ölçekli tünel kurutucuda çeşitli kil içeriğindeki (%40, 50, 60) dikdörtgen şekilli (70x40x18 mm) yaş tuğlalar kullanılarak kurutma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, planlanan kurutma deneyleri için önceki çalışmalar ve endüstriyel üretim tecrübeleri esas alınarak kurutma havası parametrelerinin çalışma aralığı (kurutma havası sıcaklığı (50, 60, 70 oC) ve hızı (1,5, 3,0 ve 4,5 m/ s)) belirlenmiştir. Kurutma deneyleri sırasında, belirli zaman aralıklarında numune yüzey sıcaklığının, kütlesinin ve uzunluğunun (en uzun kenar) anlık değişimleri eş zamanlı olarak ölçülmüştür. Daha sonra, farklı sıcaklıklarda, farklı kil içeriğinde kurutulmuş tuğlaların kalitesini belirlemek için üç nokta eğilme testi yapılmıştır. Ölçülen veriler kurutma eğrilerinin elde edilmesinde kullanılmıştır. Tuğla numunelerinin kuruma küçülmelerinin karakterize edilmesi amacıyla Bigot eğrileri çizilmiştir. Bigot-Kuruma Hassasiyeti İndeksi değerleri, killerin kurumaya olan hassasiyetlerini göstermek için hesaplamıştır. Sonuçlar, kurutma işleminin kurutma hava sıcaklığından ve yaş tuğla kil içeriğinden etkilendiğini göstermiştir. Kurutma hızı, artan hava sıcaklığı ile artmıştır. Tuğla içeriğine kil ilavesi, kurutma süresinde artışa neden olmuştur. Yaş tuğlaların kritik nem içerikleri Bigot eğrileri yardımıyla bulunmuştur. Kurutma süresini kısaltmak amacıyla, bu kritik noktadan sonra, çatlak ve deformasyon oluşmadan tuğlalar daha yüksek sıcaklarda kurutulabilirler. Kurutma, laboratuvar ölçekli tünel kurutucu, yaş tuğla, Bigot eğrisi Ocak, 2014 Selin ÖZEN EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF CONVECTIVE DRYING OF GREEN BRICKS IN A LABORATORY SCALE TUNNEL DRYER The objectives of this study are to investigate the drying behavior of the green brick, which have different clay contents, at different air temperatures and air velocities, to determine the drying kinetics of green bricks. For this purpose, drying experiments are performed in a laboratory scale tunnel dryer, which is designed and constructed, using rectangular shaped (70x40x18 mm) green bricks with various clay contents (40, 50, 60%). Based on previous studies and industrial production experience, working range of drying air parameters (drying air temperature (50, 60, 70 oC) and velocity (1.5, 3.0, and 4.5 m/ s)) has been set down in this study for the planned drying experiments. During the drying experiments, the instantaneous changes of the sample’s surface temperature, mass and length (longest side) were measured simultaneously at certain time intervals. Then, three-point bending test was applied to determine the quality of dried bricks with various clay contents at different temperatures. The measured data was used to obtain drying curves. The Bigot’s curves were plotted to characterize the drying shrinkage of the brick samples. Drying Sensitivity Index-Bigot values were also calculated to show clay sensitivities of the brick body to drying. The results indicated that drying process is affected by drying air temperature and green brick clay content. The drying rate increased with the drying air temperature. The addition of clay in brick body was resulted in an increase of the drying time. The critical moisture contents of the green bricks were determined with the aid of the Bigot’s curves. Beyond this critic point, bricks can be dried at a relatively higher temperature in order to reduce the drying time without any cracks and deformations. Drying, laboratory scale tunnel dryer, green brick, Bigot’s curve January, 2014 Selin ÖZEN
Keywords: Kimya Mühendisliği; Kurutma Sistemleri