Skip to main content
SUPERVISOR
Arjomand Mehrabani zeinabad
ارجمند مهربانی زین آباد (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ehsan Zamani
احسان زمانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
Enhancing mass transfer results in efficiency increment and reduction in time period of transfer. On the other hand increasing mass transfer can occurs either active or inactive. In active method, external forces such as electric and magnetic forces causes enhancement in mass transfer intensity. However, in inactive method alteration of geometry of group like grooving the surface results in increment in transfer intensity. Electro-hydrodynamic method is an active method consumes less energy in comparison with traditional methods. In this method the electric field is coupled with the fluid field in the dielectric environment of fluid by applying an extra volume force as result of applied field. In this method both the high voltage fields and direct low intensity as well as indirect can be applied to dielectric fluid between positive and negative electrodes. Researches show that there will be a 200 to 500 percent of increment in transfer intensity if the electro-hydrodynamic method is used. In this work the equations of drying procedure are studied under the effect of electro-hydrodynamic. After derivation of equations by considering the geometry of the problem the appropriate boundary conditions have been chosen. After solving the equations and validation of results by comparing with experimental data, analyses of sensitivity of the model by alteration of the effective parameters that can affect the dependent variable such as applied voltage, environment temperature, velocity of entrance air, distance between electrode and surface and the time have been done. By analyses of sensitivity and the effect of parameters alteration the model has been optimized for our problem’s conditions. The modeling results show that increasing the applied voltage results in decrement of time of equilibrium moisture. So that with 10 millimeter of distance between electrode and surface without air entrance in 60 degrees of Celsius and 8000 volt as the maximum value of voltage, the equilibrium moisture with the environment will occur after 520 minutes. In a constant value of voltage, velocity and temperature of the air, decreasing distance between electrode and surface causes 7.2 times decrement in equilibrium moisture time period. Velocity of entrance air only in developed model reduces the drying time. Average of undeveloped velocity with electric field was elimination of Corona. The maximum value of velocity to 2 meter per second in different voltages results in increment of average velocity and in higher velocities by decreasing the Corona’s velocity presented negative effects. Increasing the temperature of the air also causes increment of drying intensity from the surface as well as decreasing the equilibrium moisture time period. Increasing temperature from 30 degrees to 40 and the 50 degrees of Celsius has a clear effect on drying time but increasing temperature beyond 50 degrees of Celsius does not affect the drying time so much. Key words: Drying, mass and heat transfer, Electro-hydrodynamic, Computational fluids dynamic
تقویت انتقال جرم سبب افزایش بازده و صرفه جویی در زمان فرآیندهای شامل انتقال جرم می شود. از طرفی این افزایش انتقال جرم می تواند به صورت فعال یا غیر فعال صورت پذیرد. در روش فعال نیروهای خارجی مانند نیروهای الکتریکی و مغناطیسی سبب افزایش شدت انتقال جرم می شوند. در روش های غیر فعال تغییر در هندسه مجموعه همانند شیار دار کردن سطوح سبب افزایش شدت انتقال می شود. روش الکتروهیدرودینامیک به عنوان یک روش فعال می باشد که ضمن صرف انرژی کمتر نسبت به روش های سنتی خشک کردن خطری برای محیط زیست نیز ایجاد نمی کند. این روش به فرایند کوپل کردن میدان الکتریکی با میدان سیال در محیط سیال دی الکتریک با اعمال یک نیروی حجمی اضافه از طرف میدان اعمال شده به سیال تلقی می گردد. در این روش هر دو میدان ولتاژ بالا و جریان پایین مستقیم و غیر مستقیم می تواند بر سیال دی الکتریک جاری بین الکترودهای مثبت و منفی اعمال گردد. پژوهش ها نشان دهنده افزایش 200 تا500 درصدی افزایش شدت انتقال جرم در صورت استفاده از الکتروهیدرودینامیک می باشد. در پژوهش حاضر معادلات حاکم بر فرآیند خشک کردن تحت تاثیر الکتروهیدرودینامیک استخراج شد. پس از استخراج معادلات حاکم با توجه به شرایط هندسه موجود در پژوهش حاضر شرایط مرزی مناسب انتخاب شد. با حل معادلات حاکم و تایید صحت آن پس از مقایسه با داده های تجربی تحلیل حساسیت مدل با تغییر پارامترهای تاثیر گذار بر متغیر وابسته مدل همانند میزان ولتاژ اعمالی، دمای هوای اطراف، سرعت هوای ورودی ، فاصله الکترود از سطح و زمان انجام گردید. با انجام تحلیل حساسیت و مشاهده نحوه تاثیرگذاری متغیرهای مختلف بهینه سازی مدل استخراج شده تحت شرایط عملیاتی پژوهش حاضر انجام گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که افزایش ولتاژ اعمالی سبب کاهش زمان رسیدن جسم به رطوبت تعادلی خواهد شد. به طوریکه با فاصله 10 میلیمتری الکترود از سطح و بدون جریان هوا ورودی و همچنین دمای 60 درجه سیلسیوس ولتاژ 8000 ولت به عنوان بیشترین ولتاژ اعمالی رطوبت جسم را پس از 520 دقیقه به تعادل با رطوبت هوای اطراف می رساند. در یک ولتاژ ثابت، سرعت و دمای مشخص هوا کاهش فاصله الکترود از سطح سبب کاهش زمان ایجاد رطوبت تعادلی گردید. کاهش فاصله الکترود از سطح از 10 به 7 میلیمتر به صورت میانگین سبب کاهش 7/2 برابری زمان رسیدن به رطوبت تعادلی شد. سرعت هوای ورودی تنها در حالت توسعه یافته سبب ایجاد کاهش زمان خشک شدن گردید. برآیند سرعت توسعه نیافته با میدان الکتریکی از بین بردن باد کرونا بود. حداکثر سرعت هوای ورودی تا 2 متر بر ثانیه در ولتاژهای مختلف سبب افزایش سرعت برآیند گردید و در سرعت های بالاتر با کاهش سرعت کرونا تاثیرات منفی نشان داد. افزایش دمای هوا نیز سبب افزایش شدت تبخیر از سطح و کاهش زمان رسیدن به رطوبت تعادلی گردید. افزایش دما از 30 به 40 و سپس 50 درجه سیلسیوس تاثیر آشکاری بر کاهش زمان خشک شدن جسم نشان داد ولی افزایش دما به بیش از 50 درجه سیلسیوس تغییر محسوسی در کاهش زمان خشک شدن نداشت. کلمات کلیدی: خشک کردن، انتقال جرم و گرما، الکتروهیدرودینامیک، دینامیک سیالات محاسباتی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی