Özet:
Taylor-Couette reaktörleri akış yapılarının rejim geçişleriyle birlikte ortaya çıkan ikincil
akış yapıları nedeniyle yüksek karıştırma verimi ve enerji dagılımı sağlarlar. Bundan
dolayı arıtma proseslerinde saglamış oldukları yüksek verimlilik nedeniyle alternatif
olarak degerlendirilmektedir. Bu çalışmada, dar ve geniş boşluklarda Taylor-Couette
reaktöründe Newtonyen ve Newtonyen olmayan akışkanlar kullanılarak akış yapıları
ve geçi¸s degerleri üzerindeki etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Bu tez çalışmasında,
Taylor vorteks akış yapılarından önce aksisimetrik olmayan akış yapılarının ortaya
çıktıgı gözlemlenmiştir. Aynı zamanda shear-thinning özelliğine sahip akışkanlarda
Taylor vorteks akış yapısından modüle edilmiş ddalgalı vorteks akış yapısına geçiş
sürecinde farklılıkların olu¸stugu gözlemlenmi¸stir. Newtonyen ve shear-thinning ˘
akı¸skanlar için, birincil ve ikincil akı¸s yapılarının kritik degerlerini ve akı¸s durumlarının ˘
yapısal özellikleri Reynolds sayısı kullanılarak kar¸sıla¸stırılmı¸stır. Ortaya çıkan
vorteks yapılarının shear-thinning akı¸skanlarda degişken eksenel dalga boyuna sahip oldugu ve eksenel doğrultuda kaydı gözlemlenmiştir. Kritik geçiş degerlerini karşılaştırabilmek amacıyla üç farklı Reynolds sayısı kullanılmıştır. Shear-thinning
akışkanlarda viskozite gap boyunca degişmektedir. Reynolds sayısı tanımında
viskozite ifadesi yerine gap içerisindeki tek bir deger kullanılması durumunda
kritik akı¸s yapılarının tanımlanmasında tutarsız sonuçlar ortaya çıkmaktadır. Lokal
viskoziteye göre tanımlanan yerel Reynolds sayısı kullanıldıgında shear-thinning ˘
etkisinin kritik Reynolds sayısı üzerinde monotonik bir etkiye sahip oldugu
görülmüştür. Bu çalışmadan elde edilen çıktıların pratik uygulamalar için degerli
bilgi ve deneyim saglayacaktır. Elde edilen sonuçların, yüksek kaliteli grafen
oksit ürünleri sentezlemek için TC reaktörünün etkili bir şekilde tasarlanmasına
ve geliştirilmesine yardımcı olacagına inanıyoruz. Elde edilen sonuçlar ayrıca
TC reaktörlerindeki Newtonyen olmayan akı¸skan ve akı¸s yapı etkile¸siminin daha
iyi anla¸sılmasını saglacaktır. Bu tez aynı zamanda grafit oksidasyon seviyesinin ˘
iyileştirilmesi üzerine daha yoğun araştırmalara ilham ve motivasyon da sağlayacaktır.
Elde edilen sonuçlar ayrıca, balast suyunda doğal olmayan türlerin inaktivasyonunda ˘
alternatif bir yöntem olarak Taylor-Couette UV reaktörlerininde tasarlanabilecegini ˘
göstermektedir.
