تحلیل عددی عملکرد سیستم خشک کن بستر سیال

در تحقیق حاضر، میدان جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم در یک خشک کن بستر سیال ناپیوسته، با ابعاد مشخص، به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. گاز خشک کننده هوای داغ خشک می باشد و ذرات جامد، غیر متخلخل و مرطوب هستند. جریان درون خشک کن به صورت دو بعدی با تقارن محوری، مغشوش تراکم ناپذیر و ناپایدار در نظر گرفته شده است. جهت مدل سازی سیستم، ترکیبی از دیدگاه های اویلری-اویلری و اویلری-لاکرانژی به کار رفته است. گاز خشک کننده در ورودی خشک کن دارای پروفیل سرعت و دمای یکنواخت است. در خروجی خشک کن شرایط اتمسفر یک برقرار بوده و دیواره خشک کن نیز عایق در نظر گرفته شده است. معادلات حاصل از مدل با شرایط مرزی و گام زمانی مناسب برای شبکه بندی بهینه، با استفاده از روش عددی اختلاف محدود بر مبنای حجم کنترل حل شده اند. جهت اطمینان از صحت روش حل به کار گرفته شدهف مسأله در یک حالت خاص شبیه سازی شده و نتایج حاصل از آن اطلاعات آزمایشگاهی موجود مقایسه گشته اند. این مقایسه نشانگی توافق خوبی بین آن هاست. اثر سرعت ورودی گاز، قطر ذرات جامد، دانسیته ذرات جامد و عمق بستر بر میدان جریان، و اثر سرعت ورودی گاز، دمای ورودی گاز و رطوبت اولیه ذرات جامد مرطوب بر میدان انتقال حرارت و انتقال جرم مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج نشان دهنده آنست که با افزایش سرعت، نسبت انبساط بستر افزایش پیدا کرده و حبابهای گازی بیشتر در کناره دیواره تشکیل می شوند. با افزایش قطر ذرات جامد، نسبت انبساط بستر کاهش پیدا کرده و حبابهای گازی بیشتر در مرکز بستر تشکیل می شوند. با کاهش دانسیته ذرات جامد، نسبت انبساط بستر افزایش پیدا کرده و حبابهای گازی بیشتر در کناره دیواره تشکیل می شوند. همچنین ناحیه ای از بستر که بدون تغییر می ماند، افزایش می یابد. با افزایش عمق بستر، نسبت انبساط بستر کاهش پیدا می کند. با افزایش سرعت، افزایش دمای گاز و افزایش رطوبت اولیه ذرات جامد، سرعت تبخیر افزایش پیدا می کند و بالاخره با افزایش سرعت، کاهش دمای گاز و افزایش رطوبت ذرات جامد، افت بیشتری در دمای گاز ایجاد می شود.