مقدمه:

فرآیند خشک کردن در کاربردهای مختلف گرمایی به صورت گسترده ای به کار می رود از، خشک کردن مواد غذایی تا خشک کردن چوب و مواد سلولزی. بکارگیری مقادیر زیادی انرژی در صنعت خشک کردن این صنعت را به یکی از مصرف کننده ترین و گرانترین صنایع از لحاظ انرژی و در عین حال دارای اهمیت بالا تبدیل کرده است. هدف یک دستگاه خشک کن رساندن گرما به محصول بیش از آنچه که می توان تحت شرایط محیطی رساند می باشد، تا بدین ترتیب بتوان به میزان کافی فشار بخار رطوبت موجود در محصول را افزایش دارد تا انتقال  رطوبت از درون محصول شدت یافته و همچنین رطوبت نسبی هوای خشک کن را به شکل قابل توجهی کاهش داد تا قابلیت حمل رطوبت آن بیشتر شود تا در نهایت به تعادلی با محتوای رطوبت اندک محصول دست یابیم.

فهرست مطالب

چکیده                 1

مقدمه                         2

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

فصل اول : کلیات

در چند دهه گذشته، تحلیل ترمودینامیکی و خصوصاً تحلیل اگزرژی، به ابزاری ضروری جهت طراحی،  تحلیل و بهینه سازی سیستم های حرارتی تبدیل شده است. از دیدگاه ترمودینامیکی ، اگزرژی به صورت حداکثر مقدار کاری تعریف می شود که توسط جریانی از ماده گرما یا کار که در حال رسیدن به تعادل با یک محیط مرجع است، تولید می شود 4[ و.]5 اگزرژی شامل قانون بقا نمی شود، یعنی اینکه می تواند در برگشت ناپذیری های موجود در هر فرآیند مصرف شده یا از بین برود.اگزرژی مقیاسی از پتانسیل یک جریان در ایجاد تغییر به علت پایدار نبودن در مقایسه با محیط مرجع است. به همین دلیل، حالت محیط مرجع یا حالت مرجع بایستی کاملاً مشخص باشد. این کار غالباً با تعیین دما، فشار و ترکیب شیمیایی محیط مرجع انجام می شود.  روش استفاده از اگزرژی می تواند در دستیابی به هدف استفاده بهینه تر از منابع اگزرژی نیز مفید باشد چرا که موقعیت ها، انواع و مقادیر دقیق اتلاف و هدر رفت ها را مشخص می کند. بنابراین تحلیل اگزرژی مشخص می سازد که تا چه حد امکان دارد که با کاهش منابع عدم بازدهی، سیستم هایی با بازدهی بیشتر حرارتی طراحی کرد.

°1-1)هدف      4

°1-2)پیشینه تحقیق         4

  °1-3)روش کار و تحقیق      4

فصل دوم : مدلسازی فرآیند خشک کردن

شکل شماتیک یک سیستم خشک کن با عبارات مربوط به ورودی و خروجی آن در شکل 1 نشان داده شده است. همان طور که واضح است چهار عنصر اصلی را به شرح زیر باید در نظر گرفت:

  • نقطه 1: مربوط به ورود هوای خشک کن به بخش خشک کردن جهت خشک نمودن محصول.
  • نقطه 2: مربوط به ورود مواد مرطوب که بایستی خشک شوند.
  • نقطه 3: مربوط به خروج هوای مرطوب بعد از اینکه رطوبت مواد جامد را تبخیر کرد.
  • نقطه 4: مربوط به خروجی محصولات خشک شده که در واقع رطوبت آنها به یک حد دلخواه رسیده است.

°2-1 مدلسازی فرآیند خشک کردن         8

  • °2-2 معادلات موازنه جرم         8
  • °3-2 معادلات موازنه انرژی        8
  • °2-4 معادلات موازنه اگزرژی      8

        °5-2 بازدهی اگزرژی فرآیند خشک کردن       9

فصل سوم: ویژگی های خشک کردن بستر سیال   

و Kiranoudis [92] ابراز داشته اند که خشک کن های بستر سیال صنعتی پر کاربرد ترین گروه خشک کن ها در خشک کردن محصولات کشاورزی و شیمیایی به صورت پراکنده سازی (dispersion) و یا پراکنده سازی چندگانه (multi-dispersion) میباشند. سیال سازی گاز – جامد یک فرآیند تماس بین دو فاز میباشد. فاز جامد تحت شرایط سیالیت به مانند یک سیال عمل میکند. شناور سازی با هوای داغ یک روش مرسوم در خشک کردن بسیاری از پودرهای مرطوب و محصولات دانه ای میباشد. اولین واحد مقیاس صنعتی این نوع خشک کن ها در سال 1984 در ایالات متحده جهت خشک کردن سنگ دولومیت به کار رفت [30]. خشک کردن یک فرآیند همزمان انتقال جرم و گرما است. گرمایی که برای تبخیر مورد نیاز است به ذرات ماده وارد شده و بخار حاصل از رطوبت موجود در جامد به سیال خشک کننده وارد میشود. انتقال حرارت به سطح جامد از طریق جا به جایی از محیط اطراف و از آنجا از طریق هدایت به درون جامد میباشد. رطوبت در جهت عکس منتقل میشود و پس از رسیدن به سطح تبخیر شده و از طریق همرفت به محیط منتقل میشود. در دو دهه اخیر کارهای مختلف عملی و تئوری جهت بررسی جریان گرما، جرم و سیال در خشک کردن بستر سیال انجام گرفته است [29 و 13-43].                                  

 1-3 کلیات                                                                                   21

 2-3 هیدرودینامیک بسترهای سیال                                                       21

فصل چهارم: مدلسازی ترمودینامیکی خشک کردن بستر سیال

به منظور مقایسه و تحلیل اثرات دمای هوای ورودی به ستون خشک کن، سرعت سیالیت هوا و محتوای رطوبت اولیه مواد بر روی بازدهی انرژی و اگزرژی سیستم خشک کن بستر سیال ،مشابه آنچه در بخش 2 گفته شد یک مدل ترمودینامیکی از این فرآیند ارائه میشود. سیستم خشک کن بستر سیال به سه زیر سیستم اساسی تقسیم شده است: دمنده، گرمکن و ستون خشک کن. در این قسمت موازنه اگزرژی با به کار گیری موازنه های جرم، انرژی و انتروپی در ستون خشک کن با فرآیند ناپیوسته نشان داده شده در شکل 2 بدست آمده است. فرآیند خشک کردن در یک بستر سیال ناپیوسته با فرض اختلاط کامل ذرات مدل میشود. در حال وقوع انتقال جرم و انرژی بین گاز و جامد فرآیند ایزو بار میباشد. همانطور که در شکل 2 دیده میشود، حجم کنترل به صورت خطوط نقطه چین مشخص شده، و حالت ترمودینامیکی ذرات توسط انتالپی hm، انتروپی sm و محتوای رطوبت Mp تعریف میشود.

411-4 مدلسازی ترمودینامیکی خشک کردن بستر سیال                       51

 2-4 موازنه جرم در ستون خشک کن                                                     51

4-3 موازنه انرژی در ستون خشک کن                                                    61

 4-4 موازنه انتروپی در ستون خشک کن                                                  61

 4-5 موازنه اگزرژی در ستون خشک کن                                                   71

 4-6 بازدهی ترمودینامیکی خشک کن بستر سیال                                       81

فصل پنجم: مثال واقعی

در این مثال چگونگی استفاده از تحلیل اگزرژی خشک کن و بررسی تغییرات بازدهی اگزرژی بر حسب پارامترهای مختلف سیستم مثل شدت جریان جرمی هوای ورودی، دمای هوای ورودی، مقدار ماده جامد ورودی، محتوای رطوبت اولیه ماده جامد، محتوای رطوبت نهایی محصول، اگزرژی ویژه ورودی ، نسبت رطوبت و اگزرژی خالص مورد استفاده جهت خشک کردن محصول نشان داده می شود. در اینجا روش انجام تحلیل اگزرژی جهت تعیین بازدهی اگزرژی فرایند خشک کردن می آید:
• با دانستن mo w )4,(m0 w )2,mo P ,mo a) و 1ω مقدار 3ω را حساب کن .
• 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 ترتیب از جداول بخار و نمودارهای سایکومتری و خواص حالت انتهایی استفاده کن.
در هنگام حل می توان پارامترهای زیر را به عنوان ورودی ، یا پارامترهای معلوم در نظر گرفت:
• T2,T1,ω1,(mw )4,(mw )2,mp ,ma
در جدول 1 فهرست داده های حرارتی مربوط به محصولات و هوای خشک کن آمده است که در محاسبات تغییرات بازدهی اگزرژی با شدت جریان جرمی هوا، دمای هوای خشک کن، اگزرژی ویژه ، اختلاف اگزرژی ویژه ، محتوای رطوبت ماده جامد و رطوبت نسبی هوای خشک کن بکار رفته اند.

5-1 روش انجام محاسبات                       12

 5-2 بدست آوردن خواص مواد در بستر سیال                                            12

فصل ششم:

نتیجه گیری و پیشنهادات                                    32

 6-1 نتیجه گیری                                             42

 6-2پیشنهادات                                             72

 منابع و ماخذ                                                13

فهرست منابع لاتین                                      13

فهرست علایم و نشانه ها                               43

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

فهرست جدول  ها

جدول 1- داده های ترمودینامیکی به کار رفته در مثال اول                  22

فهرست شکل ها

 شکل1- شماتیک فرآیند خشک کردن                                                 6

 شکل2-شماتیک فرآیند خشک کردن بستر سیال                                             15

شکل 3- تغییرات بازدهی اگزرژی فرآیند با شدت جریان جرمی هوای خشک کن در وزنهای مختلف ماده جامد             18

شکل 4- تغییرات بازدهی اگزرژی فرآیند با دمای هوای خشک کن در وزنهای مختلف ماده جامد               20

شکل 5- تغییرات بازدهی اگزرژی فرآیند با اگزرژی ویژه هوای خشک کن ورودی در وزنهای مختلف ماده جامد             24

شکل 6- تغییرات بازدهی اگزرژی فرآیند با وزن ماده جامد در شدت های مختلف هوای خشک کن                25

شکل 7- تغییرات بازدهی اگزرژی فرآیند با محتوای رطوبت ماده جامد در شدت های مختلف تبخیر رطوبت           26

شکل 8- تغییرات بازدهی اگزرژی فرآیند با رطوبت نسبی هوای خشک کن در شدت های مختلف هوای خشک کن           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