Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı

Teymuraz ABBASOV, (İnönü Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü)
Hatice BİLGİLİ (İnönü Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Biyomedikal Mühendisliği Bölümü)
Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji
1 0
Yıl: 2020 Cilt: 8 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 758 - 767 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.29109/gujsc.777699 İndeks Tarihi: 02-04-2021

Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı

Öz:
Bu çalışmada reodinamiğin temel problemlerinden biri olan akışkanların eş eksenli (konsentrik) silindirik borularda non-Newtonian (Power-Law) akışında basınç düşüşünü belirlemek için yeni yaklaşık analitik bir yöntem sunulmuştur. Bu yöntemde, Fredrickson & Bird (1958) ve Hanks & Larsen (1979)’in sonuçları dikkate alınarak Power-Law akış profilinin boşluktaki akış hızının maksimum olduğu bölgenin koordinatlarını analitik olarak belirleyen formül önerilmiştir. Önerilen analitik formülün Power-Law reolojik modelin parametrelerinin bütün değişim aralığında (𝑛 = 0 ... ∞) geçerli olduğu saptanmıştır. Elde edilen sonuçların literatürde sunulan verilerle iyi uyum sağladıkları grafiklerle gösterilmiştir. Önerilen formülün farklı bilim dallarında hidrodinamik, ısı ve kütle transferi problemlerinin yaklaşık çözümlerine de önemli katkı sağlayacağı vurgulanmıştır.
Anahtar Kelime:

A New Solution Approach for Determining Pressure Drop on Axial Non-Newtonian Flow in Annuli

Öz:
In this study, a new approximate analytical method is presented to determine the pressure drop in non-Newtonian (Power-Law) flow of concentric annuli of fluids, which is one of the main problems of rheodynamics. In this method, considering the results of Fredrickson & Bird (1958) and Hanks & Larsen (1979), the formula that analytically determines the coordinates of the region where the Power-Law flow profile has maximum flow velocity in annuli is proposed. The proposed analytical formula has been found to be valid across the entire change range (n = 0... ∞) of the parameters of the Power-Law rheological model. It is shown with the graphics that the results obtained accord with the data presented in the literature. It is emphasized that the proposed formula will also contribute significantly to the solutions of hydrodynamic, heat and mass transfer problems in different disciplines.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Bird, R. B., Stewart, W. E., Lightfoot, E. N. (2002). Transport Phenomena, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc.
  • [2] Chhabra, R. P., Richardson, J. F. (2008). Non-Newtonian Flow and Applied Rheology: Engineering Applications, Butterworth-Heinemann.
  • [3] Chhabra, R. P., & Richardson, J. F. (1999). Non-Newtonian Flow in the Process Industries: Fundamentals and Engineering Applications, Butterworth-Heinemann.
  • [4] Schulman, Z. P. (1975). Convective heat and mass transfer in rheologically complex fluids, Moscow, Energiya, 352.
  • [5] Ilicali, C. & Engez, S. T. (1996). Laminar Flow of Power Law Fluid Foods in Concentric Annuli, Journal of Food Engineering, 30, 255-262.
  • [6] Bird, R. B., Armstrong, R. C., Hassager, O. (1987). Dynamics of Polymer Liquids. Vol.1: Fluid Mechanics, John Wiley & Sons, Inc.
  • [7] Jiang, X. (2020). Nanotechnology and Microfluidics, Wiley-VCH, 419.
  • [8] Danon, D., Knyszynski, A., Hayflick, L., Dieter Platt (eds.) (1988). Blood Cells, Rheology, and Aging, Springer Berlin Heidelberg.
  • [9] Yılmaz, F., & Gundogdu, M. Y. (2008). A Critical Review On Blood Flow in Large Arteries; Relevance to Blood Rheology, Viscosity Models, and Physiologic Conditions, Korea-Australia Rheology Journal, 20(4), Pp. 197-211.
  • [10] Rodkiewicz, C. M. (Ed.) (1983). Arteries and Blood Flow, Springer-Verlag Wien 417.
  • [11] Fredrickson, A. G., & Bird, R. B. (1958). Non-Newtonian Flow in Annuli, Ind. Eng. Chem., 50 (3), 347-352.
  • [12] Hanks, R. W., & Larsen, K. M. (1979). The Flow Of Power-Law Non-Newtonian Fluids in Concentric Annuli. Ind. Eng. Chem. Fundam., 18(1), 33-35.
  • [13] Rotem, Z. (1962). Non-Newtonian Flow in Annuli, J. Appl. Mech.,Trans. ASME, Ser. E, 29, 421.
  • [14] Kozicki, ., Chou, C. H., Tiu, C. (1966) Non-Newtonian Flow in Ducts of Arbitrary Cross- Sectional Shape, Chem. Eng. Sci. 21, 665-679.
  • [15] Vaughn, R. D., Bergman P. D. (1966). Laminar Flow of Non-Newtonian Fuids in Concentric Annuli, I&EC Process Design and Development, 5(1), 44-47.
  • [16] Wein, O., Nebrensky, J., Wichterle, K. (1970). Non-Newtonian Flow in Annuli, Rheologica Acta, 9(2), 278-282.
  • [17] McEacherm, D. W. (1966). Axial Laminar Flow of a Non-Newtonian Fluid in an Annulus, AICHE J. 12(2), 328-332.
  • [18] Christopher P. R., & Christiansen, E. B. (1974). Axial, Laminar, Non-Newtonian Flow in Annuli, I&EC Process Design and Development, 13(4), 391-396.
  • [19] Malik, R., Shenoy, U. V. (1991). Generalized Annular Couette Flow of a Power-Law Fluid, Ind. Eng. Chem. Research, 30(8), 1950-1954.
  • [20] David, J., Filip, P. (1994). Quasisimilarity of Flow Behavior of Power-Law Fluids in Concentric Annuli, Fluid Dyn. Res. 14(2), 63-70.
  • [21] David, J., Filip, P., (1996). Explicit Pressure Drop/Flow Rate Relation for Laminar Axial Flow of Power-Law Fluids in Concentric Annuli, J. Pet. Sci. & Eng. 16(4), 203-208.
  • [22] Tiu, C., Bhattacharyya, S. (1974). Developing and Fully Developed Velocity Profiles for Inelastic Power Law Fluids in an Annulus, AICHE J., 20(6), 1140-1144.
  • [23] Mishra, P., Mishra, I. (1976). Flow Behavior of Power Law Fluids in an Annulus, AICHE J., 22(3) 617-619.
  • [24] Gupta, R. K., Chhabra, R. P. (1996). Laminar Flow of Power Law Fluids in Concentric Annuli, AICHE J. 42(7), 2080-2083.
  • [25] Prasanth, N., Shenoy, U. V. (1992). Poiseuille Flow of a Power-Law Fluid Between Coaxial Cylinders, J. Appl. Polym. Sci., 46(7), 1189-1194.
  • [26] Worth, R. A. (1979). Accuracy of the parallel-plate analogy for representation of viscous flow between coaxial cylinders, J. Appl. Polym. Sci., 24(2), 319-328.
  • [27] Flip, P. (2007). Couette-Poiseuille Flow of Non-Newtonian Fluids in Concentric Annuli, Proceedings of the 5th IASME/WSEAS Int. Conference on Heat Transfer, Thermal Engineering and Environment, Athens, Greece, August 25-27, 9-14.
  • [28] Haobo, Z., Honghai, F., Yinghu Z., Qi, P. (2014). A New Utility Calculation Model for Axial Flow of Non-Newtonian Fluid in Concentric Annuli, The Canadian Journal of Chemical Engineering, 92(5), 945-952.
  • [29] David, J., Filip, P. (1995). Relationship of annular and parallel-plate Poiseuille flows for power-law fluids. Polym.-Plast. Technol. Eng. J. 34, 947- 960.
  • [30] Bilgili, H., Abbasov, T. (2019). Magnetic Separation Of Bioparticles In Rheological Suspension, III. Uluslararası AVRASYA Multidisipliner Çalışmalar Kongresi, Uygulamalı Bilimler Kitabı 4-7 Nisan / Gaziantep-Türkiye, pp. 709-714.
  • [31] Bilgili, H., Abbasov, T. (2020). Manyetik İlaç Hedefleme Uygulamalarında Kan Reolojik Akış Modellerinin Analizi, MAS 12. Uluslararası Matematik-Mühendislik-Fen ve Sağlık Bilimleri Kongresi, 18-19 Temmuz, İzmir-Türkiye, pp 5-6. ISBN -978-625-7139-16-8.
  • [32] Leonov, E. G., Isaev, V. I. (2009). Applied Hydro-Aeromechanics in Oil and Gas Drilling John Wiley & Sons, Inc.
APA ABBASOV T, Bilgili H (2020). Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı. , 758 - 767. 10.29109/gujsc.777699
Chicago ABBASOV Teymuraz,Bilgili Hatice Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı. (2020): 758 - 767. 10.29109/gujsc.777699
MLA ABBASOV Teymuraz,Bilgili Hatice Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı. , 2020, ss.758 - 767. 10.29109/gujsc.777699
AMA ABBASOV T,Bilgili H Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı. . 2020; 758 - 767. 10.29109/gujsc.777699
Vancouver ABBASOV T,Bilgili H Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı. . 2020; 758 - 767. 10.29109/gujsc.777699
IEEE ABBASOV T,Bilgili H "Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı." , ss.758 - 767, 2020. 10.29109/gujsc.777699
ISNAD ABBASOV, Teymuraz - Bilgili, Hatice. "Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı". (2020), 758-767. https://doi.org/10.29109/gujsc.777699
APA ABBASOV T, Bilgili H (2020). Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 8(4), 758 - 767. 10.29109/gujsc.777699
Chicago ABBASOV Teymuraz,Bilgili Hatice Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 8, no.4 (2020): 758 - 767. 10.29109/gujsc.777699
MLA ABBASOV Teymuraz,Bilgili Hatice Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, vol.8, no.4, 2020, ss.758 - 767. 10.29109/gujsc.777699
AMA ABBASOV T,Bilgili H Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2020; 8(4): 758 - 767. 10.29109/gujsc.777699
Vancouver ABBASOV T,Bilgili H Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2020; 8(4): 758 - 767. 10.29109/gujsc.777699
IEEE ABBASOV T,Bilgili H "Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı." Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 8, ss.758 - 767, 2020. 10.29109/gujsc.777699
ISNAD ABBASOV, Teymuraz - Bilgili, Hatice. "Non-Newtonian Sıvıların Aksiyel Halka Akışında Basınç Kaybının Belirlenmesi için Yeni Bir Çözüm Yaklaşımı". Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 8/4 (2020), 758-767. https://doi.org/10.29109/gujsc.777699
Sayfa Oluşturulma Tarihi
23-04-2024 17:3

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları