بررسي عوامل مؤثر بر ضريب نفوذ رطوبت در خشك¬شدن سراميك رسي و تبيين مدل¬تحليلي فرآيند

Study the Factors affecting the Moisture Diffusion Coefficient in Drying Clay Ceramics and Explanations the Analytical Model Process

در این مقاله ضریب نفوذ رطوبت به‌عنوان یك پارامتر مؤثر در توصیف خشك¬شدن سرامیك رسی مورد مطالعه قرار گرفته است. متغیرهای تأثیرگذار بر ضریب نفوذ مؤثر، درجۀ حرارت (C °40-60-80)، رطوبت نسبی (%30-50-70) و سرعت جریان هوا (ms-1 1-2-3) در نظر گرفته شده و اثرات آنها بر رفتار خشك¬شدن سرامیك بررسی گردیده است. در این تحقیق، آزمایش‌ها به‌صورت فاكتوریل كامل طراحی شده است و طی هر آزمایش، كاهش جرم و كاهش حجم نمونه به‌ترتیب توسط ترازو و دوربین¬های متصل به كامپیوتر، ثبت می¬شود. ضریب نفوذ مؤثر از مقایسۀ مقدار تحلیلی معادلۀ فیك و مقادیر تجربی و استفاده از الگوریتم تازه گسترش‌یافتۀ كرم شب‌تاب محاسبه شد كه در این الگوریتم تابع هدف، كاهش مقدار خطا بین مقادیر تحلیلی و مقادیر تجربی است. بررسی‌های آماری و آنالیز واریانس ضریب نفوذ مؤثر نشان داد كه پارامترهای سرعت، دما و رطوبت محیط خشك¬كن به‌صورت مستقل از یكدیگر بر فرآیند خشك-شدن تأثیر دارند و هم‌چنین بیشترین تأثیر بر روی ضریب نفوذ مؤثر به‌ترتیب مربوط به درجۀ حرارت، سرعت وزش و رطوبت محیط است. مقایسۀ نتایج این تحقیق و مطالعات سایر محققان، حاكی از 97% تطابق و كاربردی بودن این روش در محاسبۀ ضریب نفوذ مؤثر در فرآیندهای خشك¬شدن سرامیك است.

In this study, effective diffusion coefficient of drying clay of ceramics drying clay ceramics have been studied. In this study, the effects of temperature (40-60-80 °C), relative humidity (30-50-70%) and air velocity (1-2-3 ms-1) on the drying behavior of clay ceramics were investigated. A full factorial design of experiments on a cubic sample was performed. In each trial mass and volume reduction using balance and camera was registered and the drying curve was plotted. Effective diffusion coefficient of moisture using drying curves were calculated using the newly developed algorithm of firefly. In this algorithm, the goal is to reduce the error between the analytical values and experimental values. Statistical analysis and analysis of variance showed that in calculation of the effective diffusion coefficient the velocity, temperature and humidity are independent of each other. The greatest impact on the effective diffusion coefficient is respectively related to the temperature, velocity and environment humidity. The comparison between this study and other studies show that 97% similarity and applicability of this method in calculating the effective diffusion coefficient of the ceramic drying processes.