شبیه‌سازی خشک‌کن بستر شناور با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مکانیک، واحد کاشان، دانشگاه آزاد اسلامی، کاشان، ایران.

2 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اصفهان (خوراسگان)، اصفهان، ایران

چکیده

خشک‌کن‌ها نقش بسیار زیادی در فرآوری محصولات غذایی، شیمیایی و دارویی ایفا می‌کنند. عملکرد خشک کردن به عوامل مختلفی مانند نوع خشک‌کن، دما و سرعت هوای ورودی به خشک‌کن، اندازه و میزان مواد ورودی و زمان‌ماند مواد در محفظه بستگی دارد. به همین دلیل لازم است تا مطالعات اختصاصی در زمینه خشک کردن محصولات صورت پذیرد. از طرفی طراحی، ساخت و تجهیز خشک‌کن به حسگرها، برای اندازه‌گیری ویژگی‌های مختلف، فرایندی هزینه‌بر است و در تحقیقات اخیر از روش‌‌های عددی و شبیه‌سازی برای تجزیه و تحلیل خشک‌کن‌ها استفاده شده است. لذا در این مقاله ویژگی‌های مؤثر بر فرآیند خشک کردن در یک خشک‌کن بستر شناور با جریان متقاطع با سینی، به روش CFD مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور اثر دبی جرمی مواد در 3 سطح 76/2 ، 76/5 و 1/8 کیلوگرم بر ساعت، سرعت هوای گرم ورودی در 4 سطح 5/2، 3، 4 و 5 متر بر ثانیه و دماهای هوای گرم در 4 سطح50، 60، 70 و 80 درجه سلسیوس روی سرعت و فشار داخل محفظه، توسط نرم‌افزار ANSYS fluent 18 بررسی گردید. نتایج نشان داد که افزایش دما باعث افزایش فشار و سرعت هوا در داخل محفظه و در بستر شد. افزایش دبی خوراک، باعث کاهش فشار و سرعت گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Simulation of fluidized bed dryer using Computational Fluid Dynamics (CFD)

نویسندگان [English]

  • Esmaeil Abedi 1
  • Hasan Ghafori 2
1 Department of Mechanical Engineering, Kashan Branch, Islamic Azad University, Kashan, Isfahan, Iran.
2 Department of Biosystems Engineering, Isfahan (khorasgan) Branch, Islamic Azad University, Isfahan. Iran
چکیده [English]

Dryers play a very important role in the processing of food, chemical and pharmaceutical products. The drying performance depends on various factors such as the type of dryer, the temperature and speed of the incoming air to the dryer, the size and amount of incoming materials, and the time the materials stay in the chamber. For this reason, it is necessary to carry out specific studies in the field of drying products. On the other hand, designing, manufacturing, and equipping dryers with sensors to measure various characteristics is a costly process, and in recent research, numerical and simulation methods have been used to analyze dryers. Therefore, in this article, the characteristics affecting the drying process in a cross-flow fluidized bed dryer with a tray were investigated by CFD method. For this purpose, the mass flow rate effect of materials in 3 levels is 2.76, 5.76 and 8.1 kg/h, the velocity of incoming hot air in 4 levels is 2.5, 3, 4 and 5 m/s and hot air temperatures in 4 levels of 50, 60, 70 and 80 degrees Celsius on the speed and pressure inside the chamber was checked by ANSYS fluent 18 software. The results showed that increasing the temperature caused an increase in the air pressure and speed inside the chamber and in the bed. Increasing the feed flow decreased the pressure and velocity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fluidized bed dryer
  • Simulation
  • Cross flow
  • CFD