شبيه‌سازي عددي شرايط عبور هوا در دو الگوي ورود هواي رايج و هشتي شكل در خشك‌كن شلتوك

در اين مقاله بهينه‌سازي شرايط عبور هوا در خشك‌كن‌هاي مرسوم شلتوك با استفاده از روش ديناميك سيال جريان در دو الگوي رايج و الگوي هشتي شكل بررسي شد. آزمايشات با استفاده از يك خشك‌كن بستر خوابيده آزمايشگاهي با قابليت تغيير الگوي جريان هوا در دماي 50 درجه سلسيوس براي خشك كردن شلتوك رقم هاشمي انجام شد. با استفاده از روش ديناميك سيال محاسباتي و به‌كارگيري نرم‌افزار فلوئنت، مدل‌سازي عددي تغييرات دما، سرعت جريان هوا و افت فشار در مقاطع مختلف خشك‌كن و توده متخلخل شلتوك بررسي و با داده‌هاي آزمايش مقايسه شد. همچنين اثر پارامترهايي از جمله زمان خشك شدن در حالت پايا و زمان‌هاي 20، 100، 1000، 1800، 3600 و 7200 ثانيه بر تغييرات دما هوا در توده شلتوك نيز در الگوهاي رايج و هشتي نيز مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد با در نظر گرفتن دبي و دماي ثابت در ورودي محفظه خشك‌كن، سرعت جريان هوا در الگوي هشتي در تمامي قسمت‌ها بيشتر از الگوي رايج بود. در الگوي رايج سرعت هوا در مجاري هوا به‌صورت تقريباً يكنواخت از ورودي تا صفر در انتها كاهش مي‌يافت در صورتي‌كه در الگوي هشتي در ابتدا با شيب كمتري بوده و در انتها بيشتر مي‌شد. همچنين در مقايسه دو حالت عبور هوا در الگوي رايج و هشتي شكل ميزان افت فشار در حالت الگوي رايج حدود 10 درصد بيشتر از حالت كاربرد مجاري هشتي شكل بوده و تنها در انتهاي سيستم به دليل برخورد هوا به مانع ديواره انتهايي افت فشار در حالت هشتي اندكي بيشتر از حالت رايج بود. حالت هشتي شكل در كف مخزن خشك‌كن به دليل عبور مقدار بيشتري جريان هواي داغ از درون خود عملكرد بهتري را در مقايسه با حالت رايج داشت. بهبود جريان هوا در شلتوك‌ها بيشتر مربوط به لايه‌ها و قسمت‌هاي مياني به پايين بود و در لايه‌ها بالايي تفاوت چنداني ميان دو الگوي به‌كار رفته ملاحظه نشد. اعتبارسنجي داده‌هاي دما نشان داد كه درصد اختلاف بين دماي اندازه‌گيري شده و دماي مدل در هر دو الگو، بين 4 تا 6 درصد بود كه اين اختلاف در الگوي هشتي شكل كمتر از الگوي رايج بود.