پيش بيني زمان انجماد و مدل سازي عددي انتقال حرارت در حين فرآيند انجماد

در اين مطالعه، از سه مدل رياضي (پلانك، فام و مدل عددي (اجزاء محدود)) براي پيش بيني زمان انجماد نمونه هاي سيب زميني استفاده شد. به منظور توسعه مدل عددي، خصوصيات ترموفيزيكي (چگالي، هدايت حرارتي و گرماي ويژه) به عنوان تابعي از تركيب نمونه و دما پيش بيني شد. ضريب انتقال حرارت همرفتي نيز با استفاده از روش مسئله معكوس و اعداد بدون بعد برآورد شد. نتايج نشان داد كه زمان محاسبه شده توسط مدل عددي از بين سه مدل ديگر، دقيق ترين بوده و در مرحله بعدي بهترين مدل، مدل پيشنهادي فام است. علاوه بر اين، تطابق خوبي بين دماي مشاهده شده و دماي پيش بيني شده توسط روش عددي در روش هاي مختلف انجماد مشاهده شد. به عنوان نتيجه گيري كلي، مدل عددي توسعه يافته، دماي نمونه هاي سيب زميني را به درستي در حين انجماد پيش بيني مي كند و مي تواند براي شبيه سازي انجماد مواد غذايي معلق در هوا مورد استفاده قرار گيرد. علاوه بر اين، روش مسأله معكوس توسعه داده شده براي پيش بيني ضريب انتقال حرارت همرفتي مي تواند در سيستم هاي مختلف انجماد به منظور انتخاب بهترين سيستم يا بهينه سازي روند انجماد مواد غذايي بكارگرفته شود.