پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

شبیه‏ سازی سه بعدی پدیده‏ های انتقال گرما و رطوبت در طی خشک‏ کردن همرفتی هویج

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی بیو سیستم -دانشکده کشاورزی -دانشگاه تبریز-تبریز- ایران
2 گروه مهندسی بیوسیستم - دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
3 گروه علوم صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز- تبریز- ایران
4 گروه مهندسی بیو سیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز- تبریز- ایران
چکیده
هدف از تحقیق حاضر شبیه‏سازی سه بعدی فرآیند انتقال هم‌زمان گرما و رطوبت در عملیات خشک‌کردن همرفتی مواد غذایی از جمله هویج بود که این فرآیندها روی پدیده‌های تبعی مانند ترک تاثیرگذار است. مدل هندسی ورقه‌های هویج در محیط نرم‌افزار Comsol Multiphysics 3.5 ترسیم شد و سپس به تعداد 10017 المان و با درجه آزادی 30550 گسسته‌سازی شد. توسعه مدل با حل عددی معادلات دیفرانسیل حاکم به روش اجزاء محدود در محیط نرم‌افزار مذکور تحت دماهای مختلف هوای گرم انجام شد. در حل معادلات حاکم، خصوصیات مهندسی هویج به صورت متغیر در نظر گرفته شده و پروفایل‌های دما و رطوبت در شرایط مختلف خشک‌کردن پیش‏بینی شد. هم‌چنین آزمایش‏هایی برای به-دست آوردن مقادیر خصوصیات مهندسی از قبیل دانسیته واقعی و ظاهری و ضریب نفوذ مؤثر رطوبت و سینتیک خشک‌شدن، با استفاده از خشک‏کن قفسه‏ای متصل به ابزارهای مختلف اندازه‌گیری، در دماهای مختلف هوای گرم و ضخامت‏های مختلف نمونه‏ها انجام شد. نتایج به-دست آمده از شبیه‌ساز با داده‏های آزمایشی حاصل از خشک‏کردن هویج مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مدل توسعه یافته توانسته است با دقت بالایی روند کاهش رطوبت و افزایش دما را در داخل نمونه‏ها پیش‏بینی نماید. دقت پیش‏بینی‏ها در محدوده 87/99 تا 98/99 درصد قرار داشت. بنابراین شبیه‏ساز توسعه‌یافته می‏تواند برای پیش‌بینی پروفیل‌های دما و رطوبت در فرآیند خشک‌کردن محصولات کشاورزی مختلف با خواص مهندسی مشابه و با دقت بالا به منظور بررسی تاثیر عملیات خشک‌کردن روی خواص کیفی نهایی و رسیدن به بالاترین کیفیت محصول مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات