مقدمه:

فرآيند خشك كردن در كاربردهاي مختلف گرمايي به صورت گسترده اي به كار مي رود از، خشك كردن مواد غذايي تا خشك كردن چوب و مواد سلولزي. بكارگيري مقادير زيادي انرژي در صنعت خشك كردن اين صنعت را به يكي از مصرف كننده ترين و گرانترين صنايع از لحاظ انرژي و در عين حال داراي اهميت بالا تبديل كرده است. هدف يك دستگاه خشك كن رساندن گرما به محصول بيش از آنچه كه مي توان تحت شرايط محيطي رساند مي باشد، تا بدين ترتيب بتوان به ميزان كافي فشار بخار رطوبت موجود در محصول را افزايش دارد تا انتقال  رطوبت از درون محصول شدت يافته و همچنين رطوبت نسبي هواي خشك كن را به شكل قابل توجهي كاهش داد تا قابليت حمل رطوبت آن بيشتر شود تا در نهايت به تعادلي با محتواي رطوبت اندك محصول دست يابيم.

فهرست مطالب

چكيده                 1

مقدمه                         2

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول : كليات

در چند دهه گذشته، تحليل ترموديناميكي و خصوصاً تحليل اگزرژي، به ابزاري ضروري جهت طراحي،  تحليل و بهينه سازي سيستم هاي حرارتي تبديل شده است. از ديدگاه ترموديناميكي ، اگزرژي به صورت حداكثر مقدار كاري تعريف مي شود كه توسط جرياني از ماده گرما يا كار كه در حال رسيدن به تعادل با يك محيط مرجع است، توليد مي شود 4[ و.]5 اگزرژي شامل قانون بقا نمي شود، يعني اينكه مي تواند در برگشت ناپذيري هاي موجود در هر فرآيند مصرف شده يا از بين برود.اگزرژي مقياسي از پتانسيل يك جريان در ايجاد تغيير به علت پايدار نبودن در مقايسه با محيط مرجع است. به همين دليل، حالت محيط مرجع يا حالت مرجع بايستي كاملاً مشخص باشد. اين كار غالباً با تعيين دما، فشار و تركيب شيميايي محيط مرجع انجام مي شود.  روش استفاده از اگزرژي مي تواند در دستيابي به هدف استفاده بهينه تر از منابع اگزرژي نيز مفيد باشد چرا كه موقعيت ها، انواع و مقادير دقيق اتلاف و هدر رفت ها را مشخص مي كند. بنابراين تحليل اگزرژي مشخص مي سازد كه تا چه حد امكان دارد كه با كاهش منابع عدم بازدهي، سيستم هايي با بازدهي بيشتر حرارتي طراحي كرد.

°1-1)هدف      4

°1-2)پيشينه تحقيق         4

  °1-3)روش كار و تحقيق      4

فصل دوم : مدلسازي فرآيند خشك كردن

شكل شماتيك يك سيستم خشك كن با عبارات مربوط به ورودي و خروجي آن در شكل 1 نشان داده شده است. همان طور كه واضح است چهار عنصر اصلي را به شرح زير بايد در نظر گرفت:

  • نقطه 1: مربوط به ورود هواي خشك كن به بخش خشك كردن جهت خشك نمودن محصول.
  • نقطه 2: مربوط به ورود مواد مرطوب كه بايستي خشك شوند.
  • نقطه 3: مربوط به خروج هواي مرطوب بعد از اينكه رطوبت مواد جامد را تبخير كرد.
  • نقطه 4: مربوط به خروجي محصولات خشك شده كه در واقع رطوبت آنها به يك حد دلخواه رسيده است.

°2-1 مدلسازي فرآيند خشك كردن         8

  • °2-2 معادلات موازنه جرم         8
  • °3-2 معادلات موازنه انرژي        8
  • °2-4 معادلات موازنه اگزرژي      8

        °5-2 بازدهي اگزرژي فرآيند خشك كردن       9

فصل سوم: ويژگي هاي خشك كردن بستر سيال   

و Kiranoudis [92] ابراز داشته اند كه خشك كن هاي بستر سيال صنعتي پر كاربرد ترين گروه خشك كن ها در خشك كردن محصولات كشاورزي و شيميايي به صورت پراكنده سازي (dispersion) و يا پراكنده سازي چندگانه (multi-dispersion) ميباشند. سيال سازي گاز – جامد يك فرآيند تماس بين دو فاز ميباشد. فاز جامد تحت شرايط سياليت به مانند يك سيال عمل ميكند. شناور سازي با هواي داغ يك روش مرسوم در خشك كردن بسياري از پودرهاي مرطوب و محصولات دانه اي ميباشد. اولين واحد مقياس صنعتي اين نوع خشك كن ها در سال 1984 در ايالات متحده جهت خشك كردن سنگ دولوميت به كار رفت [30]. خشك كردن يك فرآيند همزمان انتقال جرم و گرما است. گرمايي كه براي تبخير مورد نياز است به ذرات ماده وارد شده و بخار حاصل از رطوبت موجود در جامد به سيال خشك كننده وارد ميشود. انتقال حرارت به سطح جامد از طريق جا به جايي از محيط اطراف و از آنجا از طريق هدايت به درون جامد ميباشد. رطوبت در جهت عكس منتقل ميشود و پس از رسيدن به سطح تبخير شده و از طريق همرفت به محيط منتقل ميشود. در دو دهه اخير كارهاي مختلف عملي و تئوري جهت بررسي جريان گرما، جرم و سيال در خشك كردن بستر سيال انجام گرفته است [29 و 13-43].                                  

 1-3 كليات                                                                                   21

 2-3 هيدروديناميك بسترهاي سيال                                                       21

فصل چهارم: مدلسازي ترموديناميكي خشك كردن بستر سيال

به منظور مقايسه و تحليل اثرات دماي هواي ورودي به ستون خشك كن، سرعت سياليت هوا و محتواي رطوبت اوليه مواد بر روي بازدهي انرژي و اگزرژي سيستم خشك كن بستر سيال ،مشابه آنچه در بخش 2 گفته شد يك مدل ترموديناميكي از اين فرآيند ارائه ميشود. سيستم خشك كن بستر سيال به سه زير سيستم اساسي تقسيم شده است: دمنده، گرمكن و ستون خشك كن. در اين قسمت موازنه اگزرژي با به كار گيري موازنه هاي جرم، انرژي و انتروپي در ستون خشك كن با فرآيند ناپيوسته نشان داده شده در شكل 2 بدست آمده است. فرآيند خشك كردن در يك بستر سيال ناپيوسته با فرض اختلاط كامل ذرات مدل ميشود. در حال وقوع انتقال جرم و انرژي بين گاز و جامد فرآيند ايزو بار ميباشد. همانطور كه در شكل 2 ديده ميشود، حجم كنترل به صورت خطوط نقطه چين مشخص شده، و حالت ترموديناميكي ذرات توسط انتالپي hm، انتروپي sm و محتواي رطوبت Mp تعريف ميشود.

411-4 مدلسازي ترموديناميكي خشك كردن بستر سيال                       51

 2-4 موازنه جرم در ستون خشك كن                                                     51

4-3 موازنه انرژي در ستون خشك كن                                                    61

 4-4 موازنه انتروپي در ستون خشك كن                                                  61

 4-5 موازنه اگزرژي در ستون خشك كن                                                   71

 4-6 بازدهي ترموديناميكي خشك كن بستر سيال                                       81

فصل پنجم: مثال واقعي

در اين مثال چگونگي استفاده از تحليل اگزرژي خشك كن و بررسي تغييرات بازدهي اگزرژي بر حسب پارامترهاي مختلف سيستم مثل شدت جريان جرمي هواي ورودي، دماي هواي ورودي، مقدار ماده جامد ورودي، محتواي رطوبت اوليه ماده جامد، محتواي رطوبت نهايي محصول، اگزرژي ويژه ورودي ، نسبت رطوبت و اگزرژي خالص مورد استفاده جهت خشك كردن محصول نشان داده مي شود. در اينجا روش انجام تحليل اگزرژي جهت تعيين بازدهي اگزرژي فرايند خشك كردن مي آيد:
• با دانستن mo w )4,(m0 w )2,mo P ,mo a) و 1ω مقدار 3ω را حساب كن .
• با دانستن 1T4 ،P3 ،T3 ،P2 ،T2 ،P1 ،T و 4P مقدار 1&Q را بدست آور.
• با دانستن Tav ،Rv ،Ra ،(Cp)v ،(Cp)a و 3((xv مقدار Eo d و ηex را بدست آور.
• به ترتيب از جداول بخار و نمودارهاي سايكومتري و خواص حالت انتهايي استفاده كن.
در هنگام حل مي توان پارامترهاي زير را به عنوان ورودي ، يا پارامترهاي معلوم در نظر گرفت:
• T2,T1,ω1,(mw )4,(mw )2,mp ,ma
در جدول 1 فهرست داده هاي حرارتي مربوط به محصولات و هواي خشك كن آمده است كه در محاسبات تغييرات بازدهي اگزرژي با شدت جريان جرمي هوا، دماي هواي خشك كن، اگزرژي ويژه ، اختلاف اگزرژي ويژه ، محتواي رطوبت ماده جامد و رطوبت نسبي هواي خشك كن بكار رفته اند.

5-1 روش انجام محاسبات                       12

 5-2 بدست آوردن خواص مواد در بستر سيال                                            12

فصل ششم:

نتيجه گيري و پيشنهادات                                    32

 6-1 نتيجه گيري                                             42

 6-2پيشنهادات                                             72

 منابع و ماخذ                                                13

فهرست منابع لاتين                                      13

فهرست علايم و نشانه ها                               43

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهرست جدول  ها

جدول 1- داده هاي ترموديناميكي به كار رفته در مثال اول                  22

فهرست شكل ها

 شكل1- شماتيك فرآيند خشك كردن                                                 6

 شكل2-شماتيك فرآيند خشك كردن بستر سيال                                             15

شكل 3- تغييرات بازدهي اگزرژي فرآيند با شدت جريان جرمي هواي خشك كن در وزنهاي مختلف ماده جامد             18

شكل 4- تغييرات بازدهي اگزرژي فرآيند با دماي هواي خشك كن در وزنهاي مختلف ماده جامد               20

شكل 5- تغييرات بازدهي اگزرژي فرآيند با اگزرژي ويژه هواي خشك كن ورودي در وزنهاي مختلف ماده جامد             24

شكل 6- تغييرات بازدهي اگزرژي فرآيند با وزن ماده جامد در شدت هاي مختلف هواي خشك كن                25

شكل 7- تغييرات بازدهي اگزرژي فرآيند با محتواي رطوبت ماده جامد در شدت هاي مختلف تبخير رطوبت           26

شكل 8- تغييرات بازدهي اگزرژي فرآيند با رطوبت نسبي هواي خشك كن در شدت هاي مختلف هواي خشك كن           28


 


مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصاله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

فایل pdf همراه با فایل word

قیمت35000تومان