شبیه سازی عددی شرایط عبور هوا در دو الگوی ورود هوای رایج و هشتی شکل در خشک کن شلتوک

در این مقاله بهینه سازی شرایط عبور هوا در خشک کن های مرسوم شلتوک با استفاده از روش دینامیک سیال جریان در دو الگوی رایج و الگوی هشتی شکل بررسی شد. آزمایشات با استفاده از یک خشک کن بستر خوابیده آزمایشگاهی با قابلیت تغییر الگوی جریان هوا در دمای 50 درجه سلسیوس برای خشک کردن شلتوک رقم هاشمی انجام شد. با استفاده از روش دینامیک سیال محاسباتی و به کارگیری نرم افزار فلوئنت، مدل سازی عددی تغییرات دما، سرعت جریان هوا و افت فشار در مقاطع مختلف خشک کن و توده متخلخل شلتوک بررسی و با داده های آزمایش مقایسه شد. همچنین اثر پارامترهایی از جمله زمان خشک شدن در حالت پایا و زمان های 20، 100، 1000، 1800، 3600 و 7200 ثانیه بر تغییرات دما هوا در توده شلتوک نیز در الگوهای رایج و هشتی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با در نظر گرفتن دبی و دمای ثابت در ورودی محفظه خشک کن، سرعت جریان هوا در الگوی هشتی در تمامی قسمت ها بیشتر از الگوی رایج بود. در الگوی رایج سرعت هوا در مجاری هوا به صورت تقریبا یکنواخت از ورودی تا صفر در انتها کاهش می یافت در صورتی که در الگوی هشتی در ابتدا با شیب کمتری بوده و در انتها بیشتر می شد. همچنین در مقایسه دو حالت عبور هوا در الگوی رایج و هشتی شکل میزان افت فشار در حالت الگوی رایج حدود 10 درصد بیشتر از حالت کاربرد مجاری هشتی شکل بوده و تنها در انتهای سیستم به دلیل برخورد هوا به مانع دیواره انتهایی افت فشار در حالت هشتی اندکی بیشتر از حالت رایج بود. حالت هشتی شکل در کف مخزن خشک کن به دلیل عبور مقدار بیشتری جریان هوای داغ از درون خود عملکرد بهتری را در مقایسه با حالت رایج داشت. بهبود جریان هوا در شلتوک ها بیشتر مربوط به لایه ها و قسمت های میانی به پایین بود و در لایه ها بالایی تفاوت چندانی میان دو الگوی به کار رفته ملاحظه نشد. اعتبارسنجی داده های دما نشان داد که درصد اختلاف بین دمای اندازه گیری شده و دمای مدل در هر دو الگو، بین 4 تا 6 درصد بود که این اختلاف در الگوی هشتی شکل کمتر از الگوی رایج بود.