تحليل عددي انتقال حرارت و جرم در فرآيند خشك شدن مجموعه اي از اجسام متخلخل

Numerical Study of Porous Media Assembly Drying Process

در اين پژوهش، تحليل عددي دوبعدي انتقال حرارت و جرم بين يك مجموعه از اجسام متخلخل و سيال عبوري ارايه مي شود. شبيه-سازي فرآيند خشك شدن سه جسم متخلخل مستطيلي شكل تحت جريان همرفتي اجباري، با حل معادلات ناوير- استوكس، انرژي و غلظت براي جريان خارجي هوا و معادلات انرژي و رطوبت براي جسم متخلخل انجام شد. نتايج نشان مي دهد سرعت خشك شدن جسم اول بيشتر از اجسام ديگر بوده و اجسام بعدي در طول زمان ميزان رطوبت تقريباً برابري دارند. علاوه بر اين مشاهده شد كه در جسم اول سطح فوقاني و سطح مقابل جريان در فرآيند انتقال حرارت و جرم از اهميت بالاتري برخوردار هستند، در حالي كه در اجسام بعدي، سطح فوقاني داراي نقش تعيين كننده است. همچنين الگوي توزيع دما و رطوبت در جسم اول نسبت به دو جسم بعدي كاملاً متفاوت است. نكته حايز اهميت اين است كه با تغيير فاصله بين اجسام، تغيير قابل ملاحظه اي در نرخ انتقال حرارت و رطوبت ديده نشد.

This paper presents a two-dimensional numerical analysis of an evaporative drying process of the porous bodies in a row, considering effects of configuration on heat and mass transfer in assembly. Drying process simulation of three rectangular porous material subject to forced convection, was carried out by employing N-S, energy and concentration equations for external air flow; along with moisture conservation and energy equations for the porous zone. Numerical predictions indicate that the first porous body encountered with flow dries faster in comparison to the others, while for next bodies average moisture contents are approximately equal in all the drying time. Moreover, it was observed that for the first body, both of top surface and opposite surface to the flow direction have equal importance in heat and mass transfer; while top surface of next bodies, have major role in drying process. Also moisture and temperature profiles of the first body have shown essential difference with the other objects. It can be concluded that no significant change in heat and mass transfer and drying rate will be achieved through the change in distance between porous bodies.