مطالعه آزمایشگاهی و مدلسازی ریاضی خشک شدن ذرات کروی شکل مرطوب در بستر غلیانی
چکیده
بستر غلیانی در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی دارای کاربرد فراوان از جمله خشک کردن مواد به منظور سهولت در نگهداری آن ها، می باشد. در قسمت مدلسازی این پژوهش، با ترکیب معادلات بقای جرم، انرژی و ممنتم، مدلی ریاضی جهت بررسی عملکرد یک بستر غلیانی ارائه شده است که در آن خشک شدن ذرات مرطوب کروی (به عنوان مطالعه ی موردی: نخودفرنگی) مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در بخش هیدرودینامیکی مدل موردنظر سعی شده است تا مدلی بر مبنای فرضیات قابل قبول ارائه شود که نسبت به تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی از مشکلات و پیچیدگی کمتری برخوردار باشد به همین منظور مدلسازی قسمت هیدرودینامیکی در 3 سطح صورت گرفت است که دو سطح آن حل شده است. در قسمت آزمایشگاهی این پژوهش نیز، خشک شدن نخودفرنگی در یک بستر غلیانی آزمایشگاهی نسبت به پارامترهای مختلف عملیاتی از جمله دمای هوای ورودی، دبی هوای ورودی، قطر ذرات جامد مرطوب، جرم اولیه ذرات درون بستر، نوع و اندازه ذرات حامل انرژی و نسبت وزنی ذرات حامل انرژی به ذرات جامد مرطوب برای دو حالت بدون استفاده از ذرات حامل انرژی و با استفاده از ذرات حامل انرژی مورد بررسی قرار گرفت و دیده شد، با افزایش دما و دبی هوای ورودی، کاهش قطر ذرات و جرم اولیه ذرات درون بستر، افزایش ضریب هدایت گرمایی ذرات حامل انرژی و همچنین قطر و نسبت وزنی ذرات حامل انرژی، سرعت خشک شدن افزایش می یابد. برای آزمایش های صورت گرفته بدون ذرات حامل انرژی، نتایج به دست آمده با دو مدل سینتیکی با خطای 6 % و 12 % مطابقت داده شد. در نهایت نتایج به دست آمده از مدل با نتایج حاصل از کار آزمایشگاهی به منظور تأیید مدل، مقایسه شد.