حل عددي معادلات حاكم بر جريان داخل يك خشك‌كن افشانه‌اي با اتمايزر فشاري به روش FD

Numerical Solution of Equations in Spray Dryer with A Pressurized Atomizer Using FD Method

دامنه كاربرد خشك‌كن‌هاي افشانه‌اي در صنايع مختلف ازجمله صنايع شيميايي، دارويي و غذايي به دليل بالا بودن سطح انتقال حرارت و جرم و زمان اقامت كوتاه، بسيار بالا است. اين روش بسيار پرهزينه مي‌باشد ولي براي خشك‌كردن مواد حساس به دما ايده‌ال مي‌باشد. بنابراين شبيه‌سازي و مدل‌سازي رياضي آن اهميت زيادي دارد. در اين پژوهش، ابتدا معادلات انتقال حرارت، جرم و مومنتوم براي دو فاز مايع و گاز بيان گرديده است و سپس گسسته سازي انجام شد و درنهايت معادلات توسط نرم‌افزار متلب حل گرديد. جهت اعتبارسنجي مدل، اطلاعات يك خشك‌كن پودر مواد شوينده استفاده گرديد. متغيرهاي مورد بررسي در اين طرح، دما، قطر، سرعت قطرات ورودي به خشك‌كن و دماي هواي داغ ورودي مي‌باشند.

There is a broad application for spray dryer systems in various industries such as chemical, pharmaceutical and food industry due to high levels of heat and mass transfer as well as the short residence time. Spray drying method is very costly. However, drying is ideal for temperature sensitive materials. So simulation and mathematical modeling of these dryers are important. In this research, firstly, equations of heat, mass and momentum transfer for both liquid and gas phase have been mentioned. In the next phase, discrete of equations have been done and finally equations have been solved using MATLAB software. To validate the model, the results were compared to the actual results of a drying powder detergent. Effects of changing all the input values are evaluated, i.e. temperature, diameter, velocity of components into a chamber dryer and the temperature of the drops, and finally the incoming hot air mass velocity.