محاسبه ضريب نفوذ خشك شدن سراميك رسي به كمك الگوريتم كرم شب تاب با بررسي اثرات هندسه قطعه

Calculation of Diffusion Coefficient of Drying Clay Ceramics using Firefly Algorithm and Studying Effects of Part Geometry

در اين تحقيق، اثرات متغيرهاي خشك شدن شامل، درجه حرارت، رطوبت نسبي محيط و سرعت وزش هوا بر ضريب نفوذ موثر 4 هندسه مختلف سراميك رسي، بررسي شده است. آزمايش‌هاي تجربي براي هر 4 نمونه مورد مطالعه، به صورت فاكتوريل كامل طراحي و اجرا شد. طي هر آزمايش، كاهش جرم و كاهش حجم نمونه به ترتيب توسط ترازو و دوربين هاي متصل به كامپيوتر، ثبت گرديد. ضريب نفوذ موثر از داده-هاي تجربي و با استفاده از الگوريتم تازه گسترش يافته كرم شب‌تاب، محاسبه شد كه تابع هدف در اين الگوريتم، كاهش مقدار خطاي مقايسه بين مقادير تحليلي و مقادير تجربي است. بررسي‌هاي آماري و آناليز واريانس ضريب نفوذ موثر هر نمونه، حاكي از آن است كه پارامترهاي سرعت، دما و رطوبت محيط خشك كن، به‌صورت مستقل از يكديگر بر فرآيند خشك شدن تاثير داشته، بيشترين تاثير روي ضريب نفوذ موثر به ترتيب مربوط به درجه حرارت، سرعت و رطوبت محيط است. در انتهاي اين تحقيق، با استفاده از مدل رگرسيون، ضريب نفوذ موثر هر نمونه، به صورت تابعي از پارامترهاي خشك شدن محاسبه شد.

In this work, the effects of temperature, relative humidity, and air velocity on the effective difussion coefficient of four different clay ceramic samples are investigated. A full factorial design of experiments is performed on four cubic samples. In each trial, the mass and volume reductions are measured using an electronic balance and a vision system, respectively. The resulting data is recorded, and the drying curve is plotted. The effective diffusion coefficient of moisture is calculated using the newly developed firefly algorithm, in which the error defined as the difference between the analytical and experimental values is minimized. The statistical analysis and the analysis of variance (ANOVA) performed show that in the calculation of the effective diffusion coefficient, the velocity, temperature, and humidity are independent from one another. The greatest impact on the effective diffusion coefficient is related to the velocity, and this is followed by temperature and environmental humidity, respectively. Finally, using the drying parameters, the regression of the diffusion cofficient is obtaioned.