خشک کردن ، انواع خشک کن ها و مدل سازی آنها
تعداد کل صفحات: 161
با فرمت word
فرمت: doc به زبان فارسی
فهرست مطالب
فصل اول پدیدۀ خشک شدن
1-1- هوای مرطوب
1-1-1- نسبت رطوبت
1-1-2- رطوبت نسبی هوا
1-1-3- درجۀ اشباع هوا
1-1-4- درجه حرارت نقطه شبنم
1-1-5- حجم مرطوب
1-1-6- حرارت مرطوب
1-1-7- فرآیند اشباع آدیاباتیک شعله
1-1-8- درجه حرارت خشک
1-1-9- درجه حرارت تر
1-2- نمودارهای رطوبت
1-3- انواع رطوبت در مواد
1-3-1- رطوبت سطحی
1-3-2- رطوبت آزاد یا آب درون لولههای مویین
1-3-3- رطوبت پیوندی یا رطوبت نمدار و یا رطوبت حل شده
1-3-4- پیوند رطوبت ومواد
1-3-5- نم گیری ( تعادل در خشک کردن )
1-3-6- خواص ساختاری مکانیکی مواد تر
1-4- طبقه بندی مواد
1-5- تعیین رطوبت عامل خشک کننده
1-5-1- رطوبت سنجی از طریق توزین
1-5-2- روش سایکرومتریک
1-5-3- روش نقطه شبنم
1-6- تعیین رطوبت در مواد تر جامد
1-6-1- روشهای مستقیم
1-6-2- روشهای غیرمستقیم
1-7- ماهیت فرآیند خشک کردن
1-8- تشریح روند خشک شدن
1-9- خشک شدن از دیدگاه ترمودینامیک
1-10- زمان خشک شدن
1-11- مکانیزم فرآیند خشک شدن
1-11-1- انواع انتقال رطوبت
1-11-2- شرایط داخلی وخارجی خشک کردن
1-12- انتقال حرارت و جرم در فرآیند خشک کردن
1-13- تعیین منحنی های خشک کردن
1-14- نمودار های اساسی خشک کنها
1-15- روشهای خشک کردن
1-15-1- خشک کردن از طریق جابجایی
1-15-2- خشک کردن تماسی
1-15-3- خشک کردن تشعشعی
1-15-4- خشک کردن دی الکتریک
1-15-5- خشک کردن از طریق انجماد
1-15-6- خشک کردن از طریق حلال ( خشک کن تبخیری )
1-15-7- خشک کردن با بخار داغ
1-15-8- خشک کردن از طریق جانشین سازی
1-15-9- خشک کردن از طریق فشار تراوایی
1-15-10- خشک کردن در یک بستر سیالی فعال
1- 16- انواع خشک کنها
1- 17- خشک کن های بستر سیالی
1- 17-1- سرعت بحرانی شناوری
1- 17-2- انواع خشک کنهای سیالی بر حسب تعداد مراحل
1- 17-2- 1- خشک کنهای یک مرحلهای
1- 17-2- 2- خشک کنهای چند مرحلهای
1-17-3- خشک کن با بستر فوارهای
1-17-3-1- حرکت ذرات در بستر فوارهای
1-17-3-2- شروع فوارهای شدن
1-18- خشک کنهای جریانی
1-18-1- خشک کنهای بادی
1-18-2- خشک کنهای گردابی
1-18-3- خشک کنهای حلزونی
1-18-4- خشک کنهای متراکم
1-19- خشک کن های بستر ثابت
1-19-1- ابعاد ذرات
1-19-2- انتقال حرارت در بستر ثابت
فصل دوم: تئوری مساله
2-1- ظرفیت حرارتی فشرده
2-2- مدل سازی
2-2-1- مدل سازی بستر
2-2-2- شرایط مرزی و اولیه
2-3- روش حل مساله
2-4- فلوچارت پروژه
3 - نتایج و حل عددی
3-1- آرایش متعامد با یک نقطة داخلی
3-1-1- تغییرات اختلاف نسبت رطوبت برای آرایش یک نقطه ای
3-1-2- تغییرات اختلاف دما برای آرایش یک نقطه ای
3-2- آرایش متعامد با دو نقطة داخلی
3-2-1- تغییرات اختلاف نسبت رطوبت برای آرایش دو نقطه ای
3-2-2- تغییرات اختلاف دما برای آرایش دو نقطه ای
3-3-نتیجه گیری و پیشنهاد
منابع
چکیده:
خشک کردن یکی از فرآیند های صنعتی است که در بسیاری از صنایع و در مراحل مختلف فرآیند ها ممکن است مورد استفاده قرار گیرد . شاید بتوان به عنوان یکی از عمده ترین موارد استفاده از پدیدة خشک کردن در صنایعی گران و پر مصرف مانند صنایع غذایی ، خشک کردن گیاهان خوراکی ( مانند برگ سبز چای ) و گیاهان دارویی ( مانند انواع جوشانده ها ) ، و صنایع دارویی ( در تهیة انواع قرص ها و پودرها ) نام برد . به همین علت ، بررسی چگونگی و میزان تغییرات دما و رطوبت ، بررسی تغییرات اختلاف دما و رطوبت درون بستر خشک کن ، بررسی شرایط تاثیر گذار در پدیدة خشک کردن ، زمان لازم برای خشک کردن تا رسیدن به شرایط پایدار برای انواع مواد مختلف مورد استفاده ، می تواند باعث صرفه جویی های زیادی ، هم در هزینه و هم در مقدار تولید این مواد شود .
خشک کردن از دیدگاه نظری عبارتست از انتقال جرم و حرارت همزمان در محیطی که متخلخل باشد . خشک کردن در بستر فشردة ذرات نمناک ( مرطوب ) ، یک عملیات خشک کردن است که هزینه های سرمایه گذاری و نگهداری کمی دارد . نخستین تحلیل مهندسی از خشک کردن ، توسط لوئیس در سال 1929 انجام شد که فرض نمود خشک کردن در دو مرحله اتفاق می افتد . مرحلة اول ، پخش رطوبت به سطح از داخل جامد ، و سپس مرحلة دوم ، بخار شدن رطوبت از سطح جامد . شروود و گیلیلند تئوری پخش را برای خشک کردن جامدات به کار بردند . کریشر در سال 1940 اهمیت انتقال انرژی در فرآیند خشک کردن انرژی را در نظر گرفت . فیلیپ و دیوریس در اثرات جریان مویی ( موئینگی ) و انتقال بخار تحقیق کرده و معادلة انرژی گرمایی را در مجموعة معادلات تشریح کنندة فرآیند خشک کردن وارد نمودند . لویکوف مدلی را برای خشک کردن گسترش داد که در آن انتقال
رطوبت مشابه انتقال حرارت است و انتقال مویی متناسب با رطوبت و گرادیان دماست . کاتو در سال 1981 خشک کردن بستر فشرده را بررسی کرده و نرخ خشک شدن را مطالعه نموده و آنها را با داده های انتقال حرارت ترکیب نمود . هاساتانی و آرای معادلات دیفرانسیل اساسی کنترل کنندة دما و میدان غلظت در یک بستر فشرده از ذرات مناسب را به دست آورده و معادلات را برای مورد عمومی انتقال جرم و حرارت حل کردند . خان در سال 1991 یک مدل کنترل شدة گرمایی از خشک کردن را برای یک ذرة متخلخل کروی پیشنهاد داده و آن را به خشک کردن بستر فشرده گسترش داد . سان تحلیل انتقال جرم و حرارت در خشک کردن بستر فشرده را با تقسیم بستر به یک سری از لایه های نازک و یا با به کارگیری دمای لامپ شده انجام داد ( 1997 ) . وانگ و چن بستر عمیق را به سری هایی از لایه های نازک جدا کردند تا مطالعات جرم و حرارت یک بعدی را حل کنند ( 1999 ) . در سال 2002 بصیرت و همکارانشیک مدل ریاضی را برای خشک کن بستر فشرده با استفاده از مدل دو سیالی اویلری (TFM ) ارائه داده و با نتایج تجربی مقایسه نمودند . امروزه از انواع خشک کن های مختلف در صنایع گوناگون استفاده های زیادی می شود . یکی از انواع مهم خشک کن ها ، خشک کن با بستر فشرده می باشد . در این نوع خشک کن ، ذرات با اندازة متوسط درون خشک کن و بر روی بسر خشک کن ، بصورت ثابت قرار می گیرند. سپس گاز گرم و خشکی ( با نسبت رطوبت کم ) که اغلب هواست ، از بین این ذرات عبور داده می شود . در نتیجه به طور همزمان گرمای گاز به ذرات منتقل شده و باعث تبخیر رطوبت درون ذرات می گردد . پس از طی مدت زمان مناسب ذرات خشک می شوند . در این تحقیق ابتدا به بررسی پدیدة خشک کردن مواد مختلف پرداخته و نقش عوامل مختلف را در تغییر این پدیده بررسی می کنیم . سپس انواع مختلف خشک کن ها را نام برده و معایب و مزایای هر کدام را تشریح می کنیم . در مدل سازی ، برای توصیف مراحل خشک شدن ، مدل سادة سلولی را به کار می بریم . پالانز نشان داد که انتشار رطوبت درون ذرات می تواند حتی به ازای مقادیر متوسط عدد بایوت ، فرآیند خشک شدن را کنترل کند . با اینکه با افزایش عدد بایوت ( ) مقاومت انتقالی ذرات در برابر انتقال جرم وحرارت قادر است حرکت فرآیند خشک شدن را کنترل کند ، با این وجود ، در بسیاری از مدل های به کار رفته ، برای طراحی فرآیند انتقال جرم و حرارت در بستر های ثابت این پارامتر در نظر گرفته نمی شود . در این تحقیق ، مقاومت انتقالی ذرات در برابر انتقال جرم وحرارت ، با اضافه کردن پارامتر توزیعی نوع لایکوف در هر سلول لحاظ شده است . بعد از به دست آوردن معادلات اصلی انتقال حرارت و رطوبت و لحاظ نمودن شرایط مرزی و پس از استفاده از پارامتر بی بعد سازی مناسب ، با استفاده از تکنیک آرایش متعامد ، که سبب کاسته شدن پیچیدگی های محاسباتی می گردد ، معادلات را برای دو حالت مختلف ، با دو مش بندی متفاوت (یکبار تقسیم فاصلة مرکز و سطح سلول به دو لایه و سپس به سه لایه ) حل نموده و تغییرات اختلاف دما و رطوبت بین مرکز و سطح ذره و همچنین بین لایه های مختلف را به دست آورده و بررسی می شود.
