مدل سازی دوبعدی اجزای محدود خشک‌کردن نخود فرنگی در خشک‌کن ترکیبی مادون‌قرمز-هوای گرم

نویسندگان

1 Shiraz University

2 دانشگاه شیراز - دانشکده کشاورزی - بخش مهندسی بیوسیستم

3 دانشگاه شیراز - دانشکده مهندسی - بخش مهندسی بیوسیستم

4 دانشگاه شیراز - بخش مهندسی بیوسیستم - هیأت علمی

doi
10.22059/ijbse.2019.264835.665091
چکیده

در این مقاله، شبیه‌سازی فرآیند خشک‌‌شدن نخودفرنگی در خشک‌کن مادون قرمز - هوای گرم با استفاده از روش اجزای محدود دو بعدی انجام شد. برای این منظور، معادله حاکم بر انتقال جرم و شرایط اولیه و مرزی آن استخراج شد. به کمک روش اجزای محدود با رویکرد گلرکین، دستگاهی از معادلات دیفرانسیل مرتبه اول بدست آمد. جهت شبیه‌سازی فرآیند خشک‌‌شدن و حل دستگاه معادلات، یک کد کامپیوتری در نرم‌افزار متلب تدوین شد. شبیه‌سازی در چهار سطح شدت تابش با مقادیر صفر، 2000، 4000 و 6000 وات بر متر مربع، سه سطح دمای 30، 40 و 50 درجه سلسیوس و سه سطح سرعت 5/0، 0/1 و 5/1 متر بر ثانیه انجام شد. در نهایت به منظور اعتبارسنجی مدل ارائه شده، نتایج این مدل‌سازی با نتایج حاصل از خشک‌کن آزمایشگاهی مادون قرمز - هوای گرم، مقایسه گردید. حداقل، حداکثر و متوسط میانگین خطای نسبی داده‌های اندازه‌گیری شده و پیش‌بینی شده با مدل‌سازی به روش اجزای محدود دوبعدی، به ترتیب %21/2، %77/3 و%50/2 می‌باشند. این روش دارای دقت مناسب و کارآیی بالا در پیش‌بینی تغییرات رطوبت محصول، طی فرآیند خشک‌کردن دانه نخودفرنگی، می‌باشد و اطلاعات بیشتری را در مورد انتقال رطوبت، بدون انجام آزمایش می‌دهد که می‌تواند جهت طراحی خشک‌کن‌ها مفید باشد.