RU

Численно-аналитическое решение трехмерной модели нестационарного теплопереноса в процессе конвективной сушки пищевого растительного сырья

  • Номер: 2-3 (338-339), 2014
  • Страницы: 116—120
  • Раздел: Процессы и аппараты
  • Авторы: А.Н. Остриков, С.А. Шевцов, И.Н. Столяров
  • Аннотация:

    Приведено математическое моделирование процесса сушки и разработан алгоритм численного решения нестационарной краевой задачи теплопроводности с переменными тепломассообменными коэффициентами высушиваемого продукта, граничными и начальными условиями, а также фазовым переходом с подвижной границей раздела фаз. Причем перенос вещества в твердой фазе осуществлялся помимо массопроводности еще и термодиффузией, а перенос теплоты в рассматриваемой частице обусловлен фазовыми превращениями при сушке. Для решения математической модели использован зональный метод решения задачи нестационарного трехмерного уравнения теплопроводности для параллелепипеда с учетом внутренних источников теплоты, когда процесс сушки разбивался на зоны. Для решения задачи выполнялась следующая последовательность шагов: 1) предполагалось, что на некоторой временной сетке известны значения влагосодержания высушиваемого продукта и размеры сторон частицы высушиваемого продукта; 2) за начальные значения температуры и влагосодержания высушиваемого продукта принимались их значения в начале загрузки в сушилку; 3) временной участок разбивался на интервалы, для каждого из которых принимались постоянными теплофизические параметры продукта; 4) выполнялся расчет температуры и находилось среднее значение температуры частицы высушиваемого продукта; 5) в качестве начальных условий принимались средние значения температуры и влагосодержания высушиваемого продукта на предыдущем временном интервале. Результаты моделирования проверены по экспериментальным данным сушки картофеля. Показано соответствие расчетных данных экспериментальным значениям при относительной ошибке моделирования 8—10%.

  • Ключевые слова: математическая модель, сушка, растительное сырье, теплопроводность, внутренние источники теплоты, зональный метод

EN

Numerically-analytical decision of three-dimensional model non-stationary heat transfer in process convective drying of food vegetative raw materials

  • Number: 2-3 (338-339), 2014
  • Pages: 116—120
  • Section: Processes & Apparatus
  • Authors: A.N. Ostrikov, S.A. Shevtsov, I.N. Stolyarov
  • Annotation:

    Mathematical modelling of process of drying is resulted and the algorithm of the numerical decision of a non-stationary regional problem of heat conductivity with variable heat and mass transfer coefficients of a dried product, boundary and entry conditions, and also phase transition with mobile phase boundary is developed. Substance transfer in a firm phase was carried out besides mass conductivity also by thermodiffusion, and warmth carrying over to a considered particle is caused by phase transformations during drying. For the solution of mathematical model the zone method of the solution of a problem of the non-stationary three-dimensional equation of heat conductivity for a parallelepiped taking into account internal sources of warmth when drying process broke into zones is used. To solve the problem the following sequence of steps was carried out: 1) it was supposed that on some time grid values of the moisture content of a dried up product and the sizes of the parties of a particle of a dried up product are known; 2) their values were accepted to initial values of temperature and moisture content of a dried up product in the loading beginning in a dryer; 3) the time site broke into intervals, for each of them constant thermal parameters of the product were assumed; 4) calculation of temperature was carried out and the average value of temperature of a particle of a dried up product was calculated; 5) the average values of temperature and moisture content of the drying of the product in the previous time interval was taken as the initial conditions. The simulation results verified by experimental data of the potatoes drying process. The correspondence of calculated data with the experimental values of the relative error modeling was shown 8—10%.

  • Keywords: mathematical model, drying, vegetative raw materials, heat conductivity, internal sources of warmth, a zone method
© 2010—2019 ФГБОУ ВО «КубГТУ». Все права защищены. Публикационная этика