بهبود انتقال حرارت داخل خشک کن خورشیدی برای خشک کردن نعناع با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

بهره­گیری از خشک­کن­های خورشیدی در مناطقی که دارای شدت تابش خورشیدی بالایی هستند، یک روش مقرون به صرفه برای خشک­کردن مواد غذایی می­باشد. پارامترهای عملکردی خشک­کردن به عواملی مانند هندسه خشک کن، ماده خشک کردنی و اقلیم منطقه بستگی دارد. لذا هدف، شبیه­سازی جریان سیال و انتقال حرارت در خشک­کن خورشیدی برای خشک کردن گیاه نعناع در منطقه کرمان می­باشد که با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) انجام شد. در این تحقیق با افزودن فن تهویه در بالای محفظه خشک کن، دمای خشک­کن در خلال فصول گرم سال کنترل و بهبود یافت. جنس و مواد استفاده شده در ساخت خشک­کن بصورت واقعی مدل شد تا نتایج حاصل از آن به واقعیت نزدیک باشد. اعتبار­سنجی نتایج به دست­آمده از روش شبیه­سازی عددی با داده­های ارایه شده به صورت تجربی در مقاله­های دیگر نشان داد که با استفاده از روش دینامکی سیالات محاسباتی با دقت بالایی می توان رفتار خشک­کن­های واقعی را شبیه­سازی کرد. مزیتی که استفاده از روش شبیه­سازی نسبت به ساخت نمونه آزمایشگاهی دارد این است که در این روش امکان مشاهده الگوی جریان هوا در بخش داخلی و بیرونی خشک­کن، ارزیابی الگوی تغییرات دمایی و همچنین مقدار تابش دریافتی توسط خشک­کن برای یک روز کامل و تعمیم آن برای یک سال با صرف زمان و هزینه بسیار پایین­تر وجود دارد. با توجه به این­که می­توان عملکرد سیستم را برای یک سال پیش بینی نمود در نتیجه می­توان دوره­های زمانی مناسب و یا نامناسب از این دستگاه برای خشک­کردن نعناع را مشخص نمود. همچنین در این پژوهش مشخص شد که با نصب کردن فن برای مکش جریان­های هوای خشک­کن می­توان عملکرد خشک­کردن نعناع را بهبود بخشید و انتقال حرارت در خشک­کن را به­خصوص در ماه­های گرم سال بهبود داد. همچنین نشان داده شده با استفاده از فن­های نصب شده می توان دمای هوای خشک­کن را تا ۱۸ درجه کلوین کاهش داد و در نتیجه به نمونه خشک­شده مطلوب­تری دست یافت.

کلیدواژه ها:

Solar dryer ، Computational fluid dynamics ، Forced heat transfer ، Mint ، خشک کن خورشیدی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، انتقال حرارت جابجایی اجباری ، نعناع