بررسی عددی انتقال حرارت و جرم در ماده متخلخل در حضور شارحرارتی بیو شیمیایی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشگاه صنعتی شاهرود

3 دانشگاه صنعتی شاهرود

doi
چکیده

در این مقاله به بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی در یک ماده متخلخل، در حضور شار حرارتی بیو‌شیمیایی پرداخته می‌شود. در این بررسی، فرض می‌شود که محیط مورد نظر، یک محیط متخلخل همگن بوده و از مدل دارسی برای معادله مومنتوم استفاده می‌شود. محفظه حاوی ماده متخلخل، شامل دو جزء غلظت بوده که جزء اول توده زیستی و جزء دوم ماده مصرفی است. ماده مصرفی توسط توده زیستی مصرف می‌شود. ضمن مصرف این ماده توسط توده زیستی، واکنش شیمیایی صورت گرفته، گرما تولید می‌شود که این گرما تابعی از تغییرات غلظت جزء مصرفی در محیط می‌باشد. برای تکمیل معادلات حاکم، از مدل مونود برای بیان نرخ غلظت‌های مصرفی و تولیدی استفاده می‌شود. گرمای تولیدی، نرخ رشد غلظت توده زیستی، نرخ مصرف ماده مصرفی، توزیع دما در حفره و عدد ناسلت محلی روی دیواره برای ضرایب تخلخل متفاوت، مورد مطالعه قرار می‌گیرد. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که افزایش نسبت تخلخل در محیط مورد مطالعه، باعث افزایش گرمای تولیدی بیوشیمیایی در محفظه می شود.