پديد آورندگان :
زارع، داريوش دانشگاه شيراز - بخش مهندسي بيوسيستم، شيراز , اكبرزاده، سعيد دانشگاه شيراز - بخش مهندسي بيوسيستم، شيراز , لغوي، محمد دانشگاه شيراز - بخش مهندسي بيوسيستم، شيراز , نعمت الهي، محمدامين دانشگاه شيراز - بخش مهندسي بيوسيستم، شيراز
كليدواژه :
نخود فرنگي , خشك‌كن هواي گرم - مادون قرمز , انتقال جرم , روش اجزاي محدود
چكيده فارسي :
در اين مقاله، شبيه‌سازي فرآيند خشك‌‌شدن نخودفرنگي در خشك‌كن مادون قرمز - هواي گرم با استفاده از روش اجزاي محدود دو بعدي انجام شد. براي اين منظور، معادله حاكم بر انتقال جرم و شرايط اوليه و مرزي آن استخراج شد. به كمك روش اجزاي محدود با رويكرد گلركين، دستگاهي از معادلات ديفرانسيل مرتبه اول بدست آمد. جهت شبيه‌سازي فرآيند خشك‌‌شدن و حل دستگاه معادلات، يك كد كامپيوتري در نرم‌افزار متلب تدوين شد. شبيه‌سازي در چهار سطح شدت تابش با مقادير صفر، 2000، 4000 و 6000 وات بر متر مربع، سه سطح دماي 30، 40 و 50 درجه سلسيوس و سه سطح سرعت 0/5، 1/0 و 1/5 متر بر ثانيه انجام شد. در نهايت به منظور اعتبارسنجي مدل ارائه شده، نتايج اين مدل‌سازي با نتايج حاصل از خشك‌كن آزمايشگاهي مادون قرمز - هواي گرم، مقايسه گرديد. حداقل، حداكثر و متوسط ميانگين خطاي نسبي داده‌هاي اندازه‌گيري شده و پيش‌بيني شده با مدل‌سازي به روش اجزاي محدود دوبعدي، به ترتيب % 2/21، % 3/77 و% 2/50 مي‌باشند. اين روش داراي دقت مناسب و كارآيي بالا در پيش‌بيني تغييرات رطوبت محصول، طي فرآيند خشك‌كردن دانه نخودفرنگي، مي‌باشد و اطلاعات بيشتري را در مورد انتقال رطوبت، بدون انجام آزمايش مي‌دهد كه مي‌تواند جهت طراحي خشك‌كن‌ها مفيد باشد.
چكيده لاتين :
In this paper, the simulation of green peas drying process in a hot air-Infrared dryer was carried out using two- dimensional finite element method. For this purpose, the mass transfer governing equation with initial and boundary conditions were derived. The system of first order differential equations were developed by using finite element method with Galerkin approach. To simulate drying process and solve the differential equations, a Matlab program code was developed. The drying simulation process was performed with combinations of four infrared power densities (0, 2000, 4000, and 6000 W.m-2), three levels of drying air temperatures (30, 40, and 50 ℃) and three levels of drying air flow rate (0.5, 1.0, and 1.5 m.s-1). Finally, in order to validate the developed model, the simulation results were compared with experimental data resulted by a hot air-Infrared dryer. The minimum, maximum and average relative errors between experimental and predicted data by finite element method simulation were 2.21%, 3.77%, and 2.50%, respectively. The model has reasonable accuracy and high efficiency for predicting the moisture content variation of green peas during drying process and can provide more information on the moisture transfer without running any experiments, so that it can be useful for designing dryers.
