ผลของการกระจายอุณหภูมิของเครื่องอบแห้งแบบท่อหมุนขนาดเล็กโดยการวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์เทอร์มอลรีซิสแทนซ์ร่วมกับวิธีพลศาสตร์เชิงคำนวณในภาวะไร้โหลด
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาสภาพการไหลและการกระจายอุณหภูมิของเครื่องอบแห้งแบบท่อหมุนขนาดเล็กโดยการวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์เทอร์มอลรีซิสแทนซ์ในภาวะที่ไม่มีภาระจากภายนอก โดยใช้เครื่องอบแห้งแบบท่อหมุนขนาดเล็กรูปทรงหน้าตัดขว้าง (Squared edged) โดยได้ศึกษาร่วมกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์รูปแบบของความต้านทานทางความร้อน (FTR) และแบบจำลองทางพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (CFD) สำหรับการคำนวณอุณหภูมิการอบแห้งและอัตราการถ่ายเทความร้อน ผลพบว่าที่อุณหภูมิทดลองจริงที่ 85 oC ความเร็วลมร้อนที่ 1.5 m/s วิธีคำนวณแบบ FTR จะได้อุณหภูมิการอบแห้งที่ต่ำกว่าผลที่ได้จากการทดลองโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 11.3 oC ได้อุณหภูมิอบแห้งสูงสุดที่ 69.6 oC ความคลาดเคลื่อนเฉลี่ย 9.2% ส่วนของวิธี CFD ได้อุณหภูมิอบแห้งสูงสุดที่ 83.0 oC คลาดเคลื่อนจากการทดลองโดยเฉลี่ย 4.0% ทั้งสองวิธีแต่แนวโน้มของอุณหภูมิจะไปในทิศทางเดียวกับผลจากการทดลอง มีอัตราการถ่ายเทความร้อนเฉลี่ยอยู่ที่ 49.28 วัตต์ ในส่วนของการวิเคราะห์ความไม่แน่นอนของอุณหภูมิอบแห้งวิธี FTR และวิธี CFD มีค่า ±2.171 oC และ ±2.252 oC ตามลำดับ และค่าสัมประสิทธิ์การตัดสินใจ: R2 ของวิธี FTR และวิธี CFD ได้ค่า 0.9679 และ 0.9989 ตามลำดับ ผลที่ได้สามารถนำไปวิเคราะห์และประยุกต์ใช้กับการอบแห้งผลิตผลชนิดอื่นๆ ต่อไปได้
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Bahmani A, Jafari SM, Shahidi SA, Dehnad D. Mass transfer kinetics of eggplant during osmotic dehydration by neural networks. Journal of food processing and preservation. 2016;40:815-27.
Lechtanska J, Szadzinska J, Kowalski S. Microwave-and infrared-assisted convective drying of green pepper: Quality and energy considerations. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2015;98:155-64.
Carciofi BA, Prat M, Laurindo JB. Dynamics of vacuum impregnation of apples: Experimental data and simulation results using a VOF model. Journal of Food Engineering. 2012;113:337-43.
Korn O. Cyclone dryer: A pneumatic dryer with increased solid residence time. Drying Technology. 2001;19:1925-37.
Chaitanoo N, Aggarangsi P, Nitayavardhana S. Improvement of solid-state anaerobic digestion of broiler farm-derived waste via fungal pretreatment. Bioresource Technology. 2021;332:125146.
Silverio B, Arruda E, Duarte C, Barrozo M. A novel rotary dryer for drying fertilizer: comparison of performance with conventional configurations. Powder Technology. 2015;270:135-40.
Namwong K, Suntivarakorn R, Treedet W. Development and Construction of a Fertilizer Rotary Dryer Using Waste Heat from an Electrical Generator in a Pig Farm. Advanced Materials Research: Trans Tech Publ; 2013. p. 168-75.
Somsiritrakul S, Suntivarakorn R, Namwong K, Treedet W. Comparison of rotary fertilizer dryer efficiency using electrical generator waste heat and liquefied petroleum gas as a heat source. Journal of Renewable and Sustainable Energy. 2014;6:013145.
Namwong K, Punnarapong P, Pimda W. Thermal analysis of hot air drying of chicken manure pellets in a modified portable horizontal rotary dryer. Heat and Mass Transfer. 2022:1-11.
Perazzini H, Perazzini MT, Freire FB, Freire FB, Freire JT. Modeling and cost analysis of drying of citrus residues as biomass in rotary dryer for bioenergy. Renewable Energy. 2021;175:167-78.
Nursyamsi N. Pengembangan Kepribadian Guru. Al-Ta lim Journal. 2014;21:32-41.
Sonsiri A, Punyakum V, Radpukdee T. Optimal variables estimation for energy reduction via a remote supervisory control: application to a counter-flow rotary dryer. Heliyon. 2019;5:e01087.
Gwak IS, Gwak YR, Kim YB, Lee SH. Drying characteristics of low rank coals in a pressurized flash drying system. Journal of industrial and engineering chemistry. 2018;57:154-9.
Mirade P-S, Daudin J-D. A numerical study of the airflow patterns in a sausage dryer. Drying Technology. 2000;18:81-97.
Xiao Z, Zhang F, Wu N, Liu X. CFD modeling and simulation of superheated steam fluidized bed drying process. International Conference on Computer and Computing Technologies in Agriculture: Springer; 2012. p. 141-9.
Perén J, Van Hooff T, Leite BCC, Blocken B. CFD analysis of cross-ventilation of a generic isolated building with asymmetric opening positions: Impact of roof angle and opening location. Building and Environment. 2015;85:263-76.
Jagadeesh D, Vivekanandan M, Natarajan A, Chandrasekar S. Experimental conditions to identify the ideal shape of dryer investigation of six shapes of solar greenhouse dryer in no load. Materials Today: Proceedings. 2020;37.
Banooni S, Hajidavalloo E, Dorfeshan M. A comprehensive review on modeling of pneumatic and flash drying. Drying Technology. 2018;36:33-51.
Castro A, Mayorga E, Moreno F. Mathematical modelling of convective drying of fruits: A review. Journal of Food Engineering. 2018;223:152-67.
Weigler F, Scaar H, Mellmann J, Kuhlmann H, Grothaus A. Increase of homogeneity and energy efficiency of mixed-flow grain drying. 69 Internationale Konferenz LANDTECHNIK AgEng2011. 2012:137-43.
Wu J, Zhang H, Li F. A study on drying models and internal stresses of the rice kernel during infrared drying. Drying Technology. 2017;35:680-8.
Singh RP, Heldman DR. Introduction to food engineering: Gulf Professional Publishing; 2001.
Cengel Y, Heat TM. A practical approach. Second edi. 2003.
Kreider JF, Curtiss PS, Rabl A. Heating and cooling of buildings: design for efficiency: CRC Press; 2009.
Ketkar SP. Numerical thermal analysis. 1999.
Munson BR, Okiishi TH, Huebsch WW, Rothmayer AP. Fluid mechanics: Wiley Singapore; 2013.
Rindang A, Panggabean S, Wulandari F. CFD analysis of temperature drying chamber at rotary dryer with combined energy. Journal of Physics: Conference Series: IOP Publishing; 2019. p. 012037.
Cengel YA, Boles MA, Kanoğlu M. Thermodynamics: an engineering approach: McGraw-hill New York; 2011.
Bezbaruah PJ, Das RS, Sarkar BK. Experimental and numerical analysis of solar air heater accoutered with modified conical vortex generators in a staggered fashion. Renewable Energy. 2021;180:109-31.
Bezbaruah PJ, Das RS, Sarkar BK. Experimentally validated 3D simulation and performance optimization of a solar air duct with modified conical vortex generators. Solar Energy. 2021;224:1040-62
