Bir Çimento Döner Fırın Sistemi Yüzeyinden Isı Kayıplarının Ampirik Ve İstatistiki Modellenmesi

Öz

Çimento sektörü gibi üretimde çok fazla enerji tüketen sanayi dallarında, enerjinin kontrollü kullanımı, ancak enerjinin sistemde nasıl dağıldığının bilinmesi ile mümkün olur. Çimento üretim prosesinde enerji tüketiminin nedeni olan ısı kayıplarının büyük bölümünü, döner fırın yüzeyinden konveksiyon ve radyasyon ile olan ısı kayıpları oluşturmaktadır. Bu çalışmada, döner fırın yüzeyinden ölçülen sıcaklıklar yardımıyla fırın boyunca ısı
kaybı için ampirik denklem ve istatistiki modelleme teknikleri kullanarak ampirik denklem türetilmiştir. Termal ölçüm kameraları ile ölçülen ve deneysel modelleme için gerekli olan veriler, fabrika merkezi kontrol odasından alınmıştır. Sistemin toplam ısı kaybı Matlab programı kullanarak hesaplanmıştır. Sonuçlar ile ilgili istatistiksel analizler Minitab 15.1.1 programı ile gerçekleştirilmiştir. Fırın boyunca ısı kayıplarının özellikle fırın merkezine doğru arttığı sonucuna ulaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Ampirik Modelleme, Çimento, Döner Fırın, Isı Transferi, İstatistiksel Metotlar

Kaynakça

1. Pelletier,L., Winnefeld F. ve Lothenbach,
2. B.,”The ternary system Portland cement–
3. calcium sulphoaluminate clinker–anhydrite:
4. Hydration mechanism and mortar properties”,
5. Cement & Concrete Composites, Vol 32, 497–
6. , 2010.
7. Schneider, M., Romer, M., Tschudin, M. ve
8. Bolio, H.,”Sustainable cement production—

9. present and future”, Cement and Concrete
10. Research, Vol 41, 642–650, 2011.
11. Montgomery, D.C. ve Runger C.R., Applied
12. Statistics and Probability For Engineers, 4.th,
13. John Wiley and Sons, USA, 2006.
14. Sonavane, Y., Specht, E.,”Numerical analysis of
15. the heat transfer in the wall of rotary kiln using
16. finite element method ANSYS”, Seventh
17. International Conference on CFD in the
18. Minerals and Process Industries, CSIRO,
19. Melbourne, Australia, 9-11 December 2009.
20. Engin,T.”Çimento Fabrikalarındaki döner fırın
21. sistemlerinin ısıl analizi”, 1.Makina
22. Mühendisliği Kongresi, İ.T.Ü Makine
23. Fakültesi, İstanbul, 29-35, 4-6 Haziran1997.
24. Engin,T., Ari,V.,” Energy auditing and recovery
25. for dry type cement rotary kiln systems:A case
26. study”, Energy Conversion and Management,
27. Vol 46, 551–562, 2005.
28. Specht, E., Shi, Y.C., Woche, H., Knabbe, J. ve
29. Sprinz, U.,”Experimental investigation of solid
30. bed depth at the discharge end of rotary
31. kilns”,Powder Technology, Vol 197, 17-24,
32. -
33. Stadler, S.K., Poland, J. ve Gallestey E.,” Model
34. predictive control of a rotary cement kiln”,Control Engineering Practice, Vol 19, 1–
35. , 2011.
36. Caputo, C.A., Pelagagge, M.P. ve Salini
37. P.,”Performance modeling of radiant heat
38. recovery exchangers for rotary kilns”, Applied
39. Thermal Engineering, Vol 31, 2578-2589,
40. -
41. Gryna, M.F., Chua, C.R. ve Defeo A.J., Juran’s
42. Quality Planning and Analysis for Enterprise
43. Quality, 5.ed, McGraw-Hill, USA, 2007.
44. Mujumdar, S.K., Ganesh, K.V., Kulkarni, S.B.
45. ve Ranade V.V., ”Rotary Cement Kiln Simulator
46. (RoCKS): Integrated modeling of pre-heater,
47. calciner, kiln and clinker cooler”, Chemical
48. Engineering Science, Vol 62, 2590 – 2607,
49. -
50. Walpole, E.R, Myers, H.R., Myers, L.S. ve Ye,
51. K., Probability & Statistics for Engineers &
52. Scientists,8 ed, Pearson Prentice Hall, Upper
53. Saddle River,New Jersey, 2007.
54. Hicks, C.R. Deney Düzenlemede İstatistiksel
55. Yöntemler, Çeviren: Muluk, Z., Toktamış, Ö.,
56. Kurt, S. ve Karaağaoğlu, E., Gazi Kitabevi,
57. Ankara, 2009.
58. Lüküslü, D., Modelleme Sürecinde Weibull
59. Dağılımının Kullanılması, Yüksek Lisans Tezi,
60. Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,
61. -
62. Liu, X.Y. ve E. Specht,” Temperature
63. distribution within the moving bed of rotary
64. kilns: Measurement and analysis”, Chemical
65. Engineering and Processing, Vol 49, 147–150,
66. -
67. Holman, J.P., Heat Transfer, 10th ed, McGraw
68. Hill Company, NY, 2010.
69. Montgomery,C.D., Statistical Quality Control:
70. A Modern Introduction, 6Edition, John
71. Wiley& Sons., USA, 2009.
72. Madhool, N.A., Saidur, R., Hossain, M.S.,
73. Rahim, N.A.,”A critical review on energy use
74. and savings in the cement industries”,
75. Renewable and Sustainable Energy Reviews,
76. Vol 15, 2042–2060, 2011.