بررسی عددی انتقال حرارت و جرم در ماده متخلخل در حضور شارحرارتی بیو¬شیمیایی

در این مقاله به بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی در یک ماده متخلخل، در حضور شار حرارتی بیو¬شیمیایی پرداخته می¬شود. در این بررسی، فرض می¬شود که محیط مورد نظر، یک محیط متخلخل همگن بوده و از مدل دارسی برای معادله مومنتوم استفاده می¬شود. محفظه حاوی ماده متخلخل، شامل دو جزء غلظت بوده که جزء اول توده زیستی و جزء دوم ماده مصرفی است. ماده مصرفی توسط توده زیستی مصرف می¬شود. ضمن مصرف این ماده توسط توده زیستی، واکنش شیمیایی صورت گرفته، گرما تولید می¬شود که این گرما تابعی از تغییرات غلظت جزء مصرفی در محیط می¬باشد. برای تکمیل معادلات حاکم، از مدل مونود برای بیان نرخ غلظت¬های مصرفی و تولیدی استفاده می¬شود. گرمای تولیدی، نرخ رشد غلظت توده زیستی، نرخ مصرف ماده مصرفی، توزیع دما در حفره و عدد ناسلت محلی روی دیواره برای ضرایب تخلخل متفاوت، مورد مطالعه قرار می¬گیرد. نتایج بدست آمده نشان می¬دهد که افزایش نسبت تخلخل در محیط مورد مطالعه، باعث افزایش گرمای تولیدی بیوشیمیایی در محفظه می شود.