فهرست مطالب |
عنوان صفحه |
1- فصل اول:……………………………………………………………………………………..1 |
1-1- پیشگفتار………………………………………………………………………………………………………………………1 |
1-2- مسائل اقتصادی و لزوم استفاده از انرژی خورشیدی………………………………………………….2 |
1-3- تابش‌های خورشیدی ………………………………………………………………………………………………….4 |
1-4- مروری بر مطالعات پیشین…………………………………………………………………………………………..5 |
2- فصل دوم: روش‌های خشک‌کردن……………………………………………….14 |
2-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………..14 |
2-2- خشک‌کردن خورشیدی……………………………………………………………………………………….15 |
2-2-1- قسمت‌های اصلی خشک‌کن‌های خورشی………………………………………………….17 |
2-2-2- دسته‌بندی خشک‌کن‌های خورشیدی………………………………………………………..17 |
2-3- اصول خشک‌کردن……………………………………………………………………………………………….31 |
2-3-1- مکانیسم خشک‌کردن…………………………………………………………………………………31 |
2-3-2- انتقال جرم و حرارت…………………………………………………………………………………..31 |
2-4- مفاهیم اساسی……………………………………………………………………………………………………..33 |
2-4-1- پارامترهای هوای مرطوب…………………………………………………………………………..33 |
2-4-1-1- درجه حرارت خشک……………………………………………………………………………..34 |
2-4-1-2- نسبت رطوبت………………………………………………………………………………………..34 |
2-4-1-3- رطوبت نسبی…………………………………………………………………………………………34 |
2-4-1-4- دمای حباب مرطوب……………………………………………………………………………..34 |
2-4-1-5- نمودار سایکرومتریک…………………………………………………………………………….35 |
2-4-2- پارامترهای مواد مرطوب…………………………………………………………………………….35 |
2-4-2-1- مقدار رطوبت………………………………………………………………………………………….36 |
2-4-2-2- مقدار رطوبت تعادلی……………………………………………………………………………..37 |
2-4-2-3- مقدار رطوبت بحرانی……………………………………………………………………………..38 |
2-4-2-4-مقدار رطوبت اولیه………………………………………………………………………………….38 |
2-4-2-5- گرمای نهان تبخیر………………………………………………………………………………..38 |
2-4-3- زمان ذخیره‌سازی مطمئن…………………………………………………………………………39 |
2-4-4- سرعت خشک شدن…………………………………………………………………………………..39 |
2-4-4-1- دوره سرعت خشک شدن ثابت………………………………………………………………40 |
2-4-4-1-1-شرایط خشک‌کردن ثابت…………………………………………………………………….40 |
2-4-4-2- دوره سرعت خشک شدن نزولی…………………………………………………………….41 |
2-4-5- انواع رطوبت در مواد……………………………………………………………………………………42 |
3- فصل سوم: معادلات حاکم بر خشک‌کردن…………………………………….44 |
3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………..44 |
3-2- طبقه‌بندی اساسی مدل‌ها و انواع کلی خشککن…………………………………………………….44 |
3-3- قانون‌های عمومی برای فرمول‌بندی مدل خشککن………………………………………………..46 |
3-4- معادلات بقا………………………………………………………………………………………………………………..46 |
3-4-1- موازنه جرم………………………………………………………………………………………………….47 |
3-4-2- موازنه انرژی………………………………………………………………………………………………..47 |
3-5- مدلی برای خشککن بچ…………………………………………………………………………………………..47 |
3-6- حل خطی معادله نرخ خشک شدن………………………………………………………………………….49 |
4- فصل چهارم: معرفی دستگاه و روش انجام آزمایش ……………………….50 |
4-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………50 |
4-2- معرفی خشککن خورشیدی کابینتی……………………………………………………………………….50 |
4-3- اصلاحات انجام‌شده روی دستگاه خشککن خورشیدی…………………………………………..53 |
4-4- روش انجام آزمایش کابینت خورشیدی………………………………………………………………….. 54 |
4-5-معرفی دستگاه آون (هوای خشک)…………………………………………………………………………….54 |
4-6- روش انجام آزمایش هوای خشک (آون)……………………………………………………………………57 |
4-7-روش انجام آزمایش آفتابی (سنتی)……………………………………………………………………………57 |
4-8-محصول مورد آزمایش…………………………………………………………………………………………………58 |
4-9-روش محاسبه پارامترهای مختلف………………………………………………………………………………58 |
4-9-1- جرم جامد خشک محصول………………………………………………………………………..58 |
4-9-2- رطوبت اولیه……………………………………………………………………………………………….59 |
4-9-3- مقدار رطوبت هوا……………………………………………………………………………………….59 |
4-9-4- نرخ خشک شدن……………………………………………………………………………………….60 |
4-9-5- اندازه‌گیری چروکیدگی محصول طی زمان خشک‌کردن……………………….. 60 |
4-9-6- نسبت جرم به سطح محصول……………………………………………………………………61 |
5- فصل پنجم: نتایج………………………………………………………………………..62 |
5-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………….62 |
5-2-مشخصات آزمایشها………………………………………………………………………………………….. 62 |
5-3-داده‌های حاصل از آزمایش…………………………………………………………………………………..63 |
5-4- بررسی نتایج………………………………………………………………………………………………………..64 |
5-4-1- بررسی تغییرات دمای خروجی از کلکتور و دمای محیط نسبت به زمان…70 |
5-4- 2- بررسی تغییرات رطوبت محصول نسبت به زمان……………………………………..72 |
5-4-3- مقادیر آزمایشگاهی تغییر رطوبت نسبت به زمان……………………………………..74 |
5-4-4- بررسی تغییرات چروکیدگی محصول نسبت به زمان………………………………..78 |
5-4-5- بررسی تغییرات دمای ورودی به محفظه و دمای حسگرهای درون محفظه نسبت به زمان……………………………………………………………………………………………………………………..82 |
5-4-6- مقایسه دمای هوای محیط و دمای ورودی به محفظه با دمای میانگین درون محفظه نسبت به زمان………………………………………………………………………………………………………..85 |
5-4-7-بررسی و مقایسه افت رطوبت سیب در مرحله خشک شدن با سه روش سنتی ، خشککن خورشیدی و هوای خشک…………………………………………………………………………………87 |
5-4-8-بررسی و مقایسه چروکیدگی ورقه‌های سیب در خشککن خورشیدی ، هوای خشک(آون) و درروش سنتی……………………………………………………………………………………………..89 |
5-5- تعریف عدم قطعیت………………………………………………………………………………………………….90 |
5-6- جمع‌بندی و نتیجه‌گیری………………………………………………………………………………..91 |
5-7- پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………94 |
منابع……………………………………………………………………………………………………………………..95 |
پیوست……………………………………………………………………………………………………………………100 |
فهرست جدول‌ها |
عنوان صفحه |
جدول (5-1) مشخصات آزمایشها……………………………………………………………………………………..62 |
جدول (5-2) کمیت‌ها، نمادها و واحدها……………………………………………………………………………..63 |
جدول (5-3) داده‌های حاصل از آزمایش روز اول (آزمایش کابینت)…………………………………64 |
جدول (5-4) داده‌های حاصل از آزمایش روز دوم (آزمایش کابینت)…………………………………65 |
جدول (5-5) داده‌های حاصل از آزمایش روز سوم (آزمایش کابینت)………………………………..65 |
جدول (5-6) داده‌های حاصل از آزمایش روز اول (آزمایش سنتی)……………………………………66 |
جدول (5-7) داده‌های حاصل از آزمایش روز دوم (آزمایش سنتی)……………………………………67 |
جدول (5-8) داده‌های حاصل از آزمایش روز سوم (آزمایش سنتی)…………………………………..68 |
جدول (5-9) داده‌های حاصل از آزمایش (آزمایش آون )……………………………………………………69 |
فهرست شکل‌ها |
عنوان صفحه |
شکل (2-1) دسته‌بندی کلی خشک‌کن‌های خورشیدی……………………………………………………19 |
شکل (2-2) شکل شماتیک خشککن خورشیدی انفعالی نوع غیرمستقیم……………………..21 |
شکل (2-3) شکل شماتیک خشککن خورشیدی انفعالی نوع مستقیم…………………………..21 |
شکل (2-4) شکل شماتیک خشککن خورشیدی جابه‌جایی طبیعی نوع ترکیبی………….22 |
شکل (2-5) شکل شماتیک خشککن خورشیدی جابه‌جایی اجباری نوع مستقیم با سقف شفاف…………………………………………………………………………………………………………………………………..22 |
شکل (2-6) شکل شماتیک خشککن خورشیدی فعال نوع غیرمستقیم…………………………23 |
شکل (2-7) شکل شماتیک خشککن خورشیدی فعال نوع ترکیبی……………………………….23 |
شکل (2-8) خشککن خورشیدی ذرت، گردش طبیعی نوع غیرمستقیم………………………..24 |
شکل (2-9) خشککن خورشیدی گردش طبیعی کابینتی………………………………………………24 |
شکل (2-10) خشککن کابینتی خورشیدی گردش طبیعی اصلاح‌شده………………………….25 |
شکل (2-11) خشککن کابینتی خورشیدی جابه‌جایی طبیعی با دودکش……………………..25 |
شکل (2-12) خشککن خورشیدی جابه‌جایی طبیعی سقف شیشه‌ای……………………………26 |
شکل (2-13) خشککن خورشیدی جابه‌جایی طبیعی خیمه‌ای………………………………………26 |
شکل (2-14) خشککن خورشیدی جابه‌جایی طبیعی نوع گلخانه‌ای……………………………..27 |
شکل (2-15) خشککن خورشیدی جابه‌جایی طبیعی نوع ترکیبی با ذخیره گرمایی…….27 |
شکل (2-16) خشککن خورشیدی جابه‌جایی اجباری نوع ترکیبی………………………………..28 |
شکل (2-17) خشککن خورشیدی جابه‌جایی اجباری گلخانه‌ای……………………………………28 |
شکل (2-18) خشککن خورشیدی نوع گلخانه‌ای……………………………………………………………29 |
شکل (2-19) خشککن کابینتی جاذب معکوس………………………………………………………………29 |
شکل (2-20) خشککن خورشیدی با گرم‌کننده چندمسیره و ذخیره کننده گرمایی بدون منعکس‌کننده……………………………………………………………………………………………………………………….30 |
شکل (2-21) خشککن خورشیدی با کوره، گردآورنده، محفظه و دودکش……………………..30 |
شکل (2-22) نمودار سایکرومتریک…………………………………………………………………………………….35 |
شکل (2-23) رابطه بین مقدار رطوبت بر مبنای تر و بر مبنای خشک……………………………..37 |
شکل (2-24) تغییرات گرمای نهان چند محصول دانه‌ای با مقدار رطوبت و دما……………….38 |
شکل (2-25) نمودارهای مقدار رطوبت کل و سرعت خشک شدن نسبت به زمان خشک شدن.39 |
شکل (2-26) شکل شماتیک از دوره‌های خشک شدن، (2-1) مرحله گرمایش، (3-2) مرحله خشک شدن ثابت،(3) مقدار رطوبت بحرانی، (4-3) مرحله اول دوره خشک شدن نزولی،(5-4) مرحله دوم دوره خشک شدن نزولی……………………………………………………………………………………41 |
شکل (2-27) انواع مختلف رطوبت در فرایند خشک‌کردن………………………………………………..42 |
شکل (4-1) شماتیک مقطع عرضی خشککن خورشیدی کابینتی………………………………….51 |
شکل (4-2) نمایی از خشککن خورشیدی کابینتی…………………………………………………………52 |
شکل (4-3) شماتیک خشککن هوای خشک (آون)………………………………………………………..56 |
شکل (4-4) نمایی از خشککن هوای خشک (آون)…………………………………………………………56 |
شکل (4-5) نمایی از خشک‌کردن به روش سنتی…………………………………………………………….57 |
شکل(5-1) تغییرات دمای هوای خروجی از کلکتور نسبت به زمان…………………………………71 |
شکل(5-2) تغییرات دمای هوای محیط نسبت به زمان……………………………………………………71 |
شکل(5-3) تغییرات رطوبت بر مبنای تر محصول نسبت به زمان……………………………………72 |
شکل(5-4) تغییر رطوبت نسبت به زمان (روز اول آزمایش سنتی)…………………………………73 |
شکل(5-5) تغییر رطوبت نسبت به زمان (روز دوم آزمایش سنتی)………………………………..74 |
شکل(5-6) تغییر رطوبت نسبت به زمان (آزمایش سنتی)………………………………………………74 |
شکل(5-7) تغییر رطوبت نسبت به زمان (روز اول آزمایش کابینت خورشیدی)……………75 |
شکل(5-8) تغییر رطوبت نسبت به زمان (روز دوم آزمایش کابینت خورشیدی)…………..75 |
شکل(5-9) تغییر رطوبت نسبت به زمان (آزمایش کابینت خورشیدی)…………………………76 |
شکل(5-10) تغییر رطوبت نسبت به زمان آزمایش آون (هوای خشک) ……………………….76 |
شکل(5-11) تغییر چروکیدگی محصول نسبت به زمان (روز اول آزمایش سنتی)………..77 |
شکل(5-12) تغییر چروکیدگی محصول نسبت به زمان (روز دوم آزمایش سنتی)……….78 |
شکل(5-13) تغییر چروکیدگی محصول نسبت به زمان (آزمایش سنتی)……………………..78 |
شکل(5-14) تغییر چروکیدگی محصول نسبت به زمان (روز اول آزمایش کابینت خورشیدی)79 |
شکل(5-15) تغییر چروکیدگی محصول نسبت به زمان (روز دوم آزمایش کابینت خورشیدی)79 |
شکل(5-16) تغییر چروکیدگی محصول نسبت به زمان (آزمایش کابینت خورشیدی)..80 |
شکل(5-17) تغییر چروکیدگی محصول نسبت به زمان آزمایش آون (هوای خشک)…..80 |
شکل(5-18) دمای حسگرهای داخل کابینت روز اول…………………………………………………81 |
شکل(5-19) دمای حسگرهای داخل کابینت روز دوم………………………………………………..82 |
شکل(5-20) دمای حسگرهای داخل کابینت روز سوم……………………………………………….82 |
شکل(5-21) تغییرات دمای دمای خشک آون ……………………………………………………………..83 |
شکل(5-22) تغییرات دمای خشک محیط در سه روز…………………………………………………..83 |
شکل(5-23) تغییر دما هوای ورودی به محفظه و دمای میانگین درون محفظه(روز اول)….84 |
شکل(5-24) تغییر دما هوای ورودی به محفظه و دمای میانگین درون محفظه(روز دوم)…85 |
شکل(5-25) تغییر دما هوای ورودی به محفظه و دمای میانگین درون محفظه(روز سوم)..85 |
شکل(5-26) شدت افت رطوبت سیب باضخامت یک سانتیمتر در آزمایش کابینت خورشیدی(cab) ، آفتابی سنتی(tr) و هوای خشک(oven)(نسبت رطوبت تابعی از زمان)87 |
شکل(5-27 ). تغییرات دمای خشک محیط در آزمایش آفتابی سنتی(tr) و میانگین دمای داخل کابینت (cab) خورشیدی در طی سه روز……………………………………………………………………87 |
شکل(5-28). تغییرات درصد چروکیدگی ورقه‌های سیب باضخامت یک سانتیمتر در دماهای مختلف خشک‌کردن در آزمایش سنتی(tr) و کابینت(cab) و هوای خشک(oven) تابعی از زمان…………………………………………………………………………………………………………………………………………88 |
شکل(5-29). تغییرات درصد چروکیدگی ورقه‌های سیب باضخامت یک سانتیمتر در دماهای مختلف خشک‌کردن در آزمایش سنتی(tr) و کابینت(cab) تابعی از رطوبت……………………..89 |
فهرست علائم و اختصارات |
|
سطح مشترک تماس فازی (m2) |
A |
گرمای ویژه (kj/(kg.K)) |
c |
آنتالپی مخصوص واحد جرم (kj/kg) |
H |
گرمای نهان تبخیر (kj/kg) |
Δhv |
آنتالپی ویژه در واحد خشک (kj/kg) |
i |
طول (m) |
L |
جرم (kg) |
m |
شار گرمایی (kw/m2) |
q |
زمان (s) |
t |
دما (C) |
T |
نرخ جریان جرم (W) |
W |
نرخ خشک شدن (wD) |
wD |
مقدار رطوبت بر مبنای خشک (kg/kg db) |
X |
مقدار رطوبت بر مبنای تر (wb kg/kg) |
Xw.b |
رطوبت مطلق در واحد خشک (kg/kg) |
Y |
رطوبت |
A |
گاز خشک |
B |
گاز مرطوب |
g |
فاز مایع |
l |
جامد مرطوب |
m |
مقدار میانگین |
m |
جامد خشک |
s |
فاز بخار |
v |
چروکیدگی (%) |
P |
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.