Silindir kurutuculara sahip bir kağıt makinasının kurutma kısmının matematiksel modellemesi

Abstract

ÖZET Konvansiyonel kurutma sistemlerinden silindir kurutucular yaklaşık %82'lik bir oranla kağıt kurutma endüstrisinde çok yaygın kullanım alanına sahiptirler. Bu kurutucular, düşük kurutma oranları ve yüksek enerji kullanımlarına rağmen, değişik tip ve cinsteki kağıtları kurulabilmeleri nedeniyle, endüstride bak en yaygın kullanım alanına sahip kurutucular olma özelliklerini muhafaza etmektedirler. Diğer yandan bir kağıt üretim prosesinde üretilen buhardan elde edilen enerjinin çoğu kağıt makinasımn kurutma kısmında tüketilir. Bu nedenle kağıt makinasmın kurutma kısmında yapılabilecek en küçük bir iyileştirme, büyük enerji tasarrufa sağjayacakür. Bu çalışmada silindir kurutuculara sahip bir kağıt üretim sisteminin kurutma kısmına ait matematik modeli kurulmuştur. Bu amaçla çalışmada, kağıdın kurutma silindirlerinden geçişi şuasında geçirdiği evreleri esas alan bir matematik model kurulmuştur. Söz konusu modelde kağıt kurutmada karşılaşılan ısı ve kütle transferini temsil eden diferansiyel denklemlerin belirli varsayımlar alanda çözümleri yapılarak, kurutma prosesinde etkili olan parametreler belirlenmeye çahşılrmştır. Böylece kağıdın kuruması esnasında nem bileşimi ve sıcaklık dağılımının kalınlık doğrultusunda ve zamana bağlı olarak değişimi analitik ve nümerik yollardan incelenerek sonuçlar karşılaştırılmışlar. Kağıt makinası kurutma kısmının simulasyonu, makinamn performansı hakkında bilgi edinilmesine katkıda bulunmakla beraber makina boyutlarının küçültülmesi çalışmalarına da katkı sağlayacaktır. Anahtar Kelimeler: Kurutma oram, Üretim prosesi, Silindir kurutucu, Matematik model, Nem bileşimi, Sıcaklık dağılımı, Simulasyon,

SUMMARY Paper Drying On Dram Dryers Within the paper industry, the drying process is the major consumer of energy. The drum (cylinder) dryer is by the most common in the paper industry, representing 95% of the dryers in the paper and board applications and over 82% of all pulp and paper dryers. Drum drying systems in spite of low drying rates and relatively high energy use are still the most widely used systems in industry because of their ability to dry widely varied types and grades of paper. The high - energy use, however is being reduced by the late improvements in the state of the art drum paper - driving systems. In this study a mathematical model of a drum dryer on paper drying systems are developed to enable a better understanding of the changes in the physical properties as it proceeds through the driving operation. Heat and mass transfer through the paper sheet cause the properties of the paper to vary contiunalry. Fomuleas are taken from the physical laws governing the heat transfer within the paper sheet and the mass transfer on the outher surfaces of the sheet to determine the temperature distribution and moisture content depending on paper thickness and time as theoretical and numerical during drying. Increases m the efficiency of drying systems could result in significant savings to the paper industry and reduce demand for hydrocarbon fuels. A small increase in energy efficiency could result in savings to the paper industry of billions of money. This potential for savings in money and resources makes research into increasing efficiency of paper drying wortwhile. Key words: Drying rate, Production process, Drum dryer, Mathematical model, Moisture condent, Temperature distribution, Simulation. VI