ارائه رابطه ضریب نفوذ موثر بخار در خشک شدن انجمادی ژلاتین متخلخل با استفاده از شبیه سازی CFD

در خشک شدن انجمادی مواد متخلخل، پیش بینی ضرایب نفوذ نسبتا مشکل، و تنها به صورت تجربی، قابل دستیابی است. با ارائه رابطه ای جهت تعیین ضریب نفوذ موثر بخار، می توان نرخ خشک شدن محیط های متخلخل را با توجه به میزان تخلخل آنها در فرایندهای انجمادی پیش بینی کرد، همچنین استفاده از معادلات به دست آمده در این زمینه درکاهش وقت و هزینه آزمایش، موثر است. در این مطالعه با توجه به نوعی ایده آل سازی هندسی از ساختار محیط متخلخل، پدیده نفوذ و انتقال جرم بخار در فرایند خشک شدن انجمادی پلیمر ژلاتین با استفاده از اطلاعات آزمایشگاهی و حل معادلات پیوستگی، تکانه، جرم و انرژی و شرایط مرزی مناسب، در جریان آرام و دو فازی مایع- بخار در شرایط عملیاتی متفاوت، شبیه سازی شده است. در نهایت، رابطه ای جهت تعیین ضریب نفوذپذیری بخار در فرایند خشک شدن انجمادی هیدروژل متخلخل، با توجه به میزان تخلخل،اثر اندازه حفرات و رطوبت ارائه شده که نتایج مدل با روابط مدل های تجربی، تطابق مناسبی نشان می دهند.