طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد خشک‏کن کابینتی جدید لیموترش با دو ترکیب هندسی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

دانلود

عنوان تحقیق: طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد خشک‏ کن کابینتی جدید لیموترش با دو ترکیب هندسی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)
فرمت فایل: word
تعداد صفحات: 130
شرح مختصر:
  بکارگیری روش‏های مکانیزه برداشت مستلزم استفاده از خشک‏کن‏های مناسب برای فرآوری محصول است زیرا در برداشت مکانیزه، رطوبت میوه برداشت شده بیشتر از رطوبت برداشت به طریق سنتی است. از میان انواع خشک‏کن‏ها خشک‏کن‏های کابینتی کارکرد ساده تری دارند. عیب خشک‏کن‏های کابینتی در یکنواخت خشک نکردن محصول و نیاز به نیروی کارگری برای جابجایی سینی‏های محصول می‏باشد. در این طرح برای رفع کامل مشکل غیر یکنواختی خشک‏شدن در خشک‏کن‏های کابینتی، اقدام به طراحی یک خشک‏کن کابینتی جدید با محفظه جانبی مجزا برای هر قفسه خشک‏کن شده است. براي طراحي دقيق اين خشک‏کن کابينتی جديد، پاره‏اي از خواص فيزيکي لیمو از جمله ابعاد، ميانگين هندسي اقطار، جرم حجمي دانه‏اي، جرم حجمي توده‏اي، کرويت، تخلخل بستر و افت فشار استاتيکي عبور هوا از بستر محصول اندازه‏گيري گرديدند. اندازه‏گیری خواص مورد نظر در پنج سطح رطوبتی 84، 64، 44، 24 و 10 درصد بر پایه تر انجام گرفت. نتایج نشان داد با کاهش رطوبت ابعاد، میانگین هندسی اقطار، جرم حجمی دانه‏ای و جرم حجمی توده‏ای کاهش پیدا کردند. در حالیکه کرویت و تخلخل افزایش پیدا کردند. به منظور اندازه‏گیری مقاومت بستر لیمو در برابر عبور جریان هوا سامانه آزمایشگاهی ساخته شد. آزمایشات افت فشار به دو صورت لایه ضخیم و لایه نازک صورت گرفت. آزمایش های اول در چهار عمق بستر (25، 50، 75 و 100 سانتیمتر)، چهار دمای هوا (25، 35، 45 و 50) و 11 شار هوای عبوری به صورت چیدمان تصادفی انجام شدند. نتایج نشان داد که با افزایش عمق بستر و افزایش سرعت جریان هوا افت فشار افزایش پیدا می‏کند. دما تاثیر معنی‏داری در نتایج نداشت. آزمایش لایه نازک در پنج سطح رطوبتی، سه چیدمان و 11 شار هوای عبوری انجام شد. نتایج نشان داد که با کاهش رطوبت به دلیل افزایش تخلخل افت فشار کاهش پیدا می‏کرد. همچنین چیدمان اثر معنی‏داری بر افت فشار داشت. براي پيش بيني افت فشار در بين مدل‏هاي رياضي ارزيابي شده، مدل ارگان به عنوان بهترين مدل (بيشترين) براي تبيين رابطه نرخ عبور جريان هوا و افت فشار در بستر لیمو انتخاب گردید. از خواص فیزیکی ذکر شده برای طراحی خشک‏کن جدید استفاده شد. برای بررسی نظری یکنواختی توزیع خطوط همتراز سرعت و فشار هوا از ابزار CFD به کمک نرم افزار فلوئنت بهره گرفته شد. بر اساس نتایج مدل سازی عددی طرح جدید بهینه سازی گردید و هندسه نهایی مشخص شد. طرح بهینه انتخاب شده ساخته و در بازه‏های مختلف سرعت هوای ورودی (1، 2 و 3 متر بر ثانیه) و دمای هوای ورودی (50 درجه سلیسیوس) مورد آزمایش قرار گرفت. با بررسی نتايج آزمايشگاهي بر يکنواختی توزيع دمای هوای خشک‏کننده و سرعت آن در خشک‏کن ساخته شده مشخص گرديد که توزيع پارامترهای ياد شده در محفظه خشک‏کن يکنواخت بوده است. نتايج حاصل از مقايسه داده‏هاي نظری (استخراج شده از CFD) و داده‏های آزمايشگاهي نشان داد که ضريب همبستگي 994/0 بين داده‏های مربوط به سرعت هوا وجود دارد. در مرحله بعد این خشک‏کن از لحاظ یکنواختی خطوط همتراز سرعت، نرخ از دست دادن رطوبت در سینی‏های خشک‏کن و مصرف انرژی با خشک‏کن موجود مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان دادند خشک‏کن جدید از هر سه نقطه نظر از خشک‏کن قبلی عملکرد بهتری را داشته است.
 فهرست مطالب
عنوان
صفحه
فصل اول: مقدمه
1- 1- لزوم استفاده از خشک‏ کن
1
1- 2- انواع خشک‏ کن ها
2
1- 3- اهمیت محصول
5
1- 4- نحوه برداشت و خشک‏ کردن لیمو
7
1- 5- اهمیت اندازه‏ گیری خواص فیزیکی
7
1- 6- لزوم اندازه‏ گیری افت فشار در بستر لیمو
8
1- 7- اهداف پژوهش
8
فصل دوم: پيشينه پژوهش و معادلات مورد استفاده
2- 1- اندازه گيري افت فشار و مطالعات انجام شده
11
2- 1- 1- مدل‏های متداول در تبيين رابطه سرعت هوا و افت فشار
14
2- 1- 2- خواص فيزيکي مرتبط با افت فشار
17
2- 2- معرفي CFD
18
2- 2- 1- کاربرد CFD در صنايع کشاورزي
20
2- 2- 2- مدل‏های رياضي در CFD
25
2- 2- 2- 1- معادلات نویراستوکس
25
2- 2- 2- 2- معادلات تلاطم
27
2- 2- 3- روش‏هاي عددي به کار رفته در نرم افزار فلوئنت
32
2- 2- 3- 1- روش احجام محدود
32
2- 2- 3- 2- روش حل مجزا
33
2- 2- 3- 3- گسسته سازي
34
2- 2- 3- 4- تعريف باقي مانده‏ها و قضاوت همگرايي
35
2- 2- 4- توليد شبکه
36
2- 2- 4- 1- همواري
36
2- 2- 4- 2- مناسب بودن شکل سلول
36
2- 2- 5- شرايط مرزي
37
2- 2- 5- 1- سرعت ورودي
38
2- 2- 5- 2- جريان خروجي
38
2- 2- 5- 3- ديوار
38
2- 2- 5- 4- محيط متخلخل
39
2- 3- توضيح مسئله
42
فصل سوم: مواد و روش‏ها
3- 1- اندازه گيري خواص فيزيکي لیمو ترش جهرم
45
3- 2- بهینه سازی دستگاه اندازه گيري افت فشار
47
3- 2- 1- ساخت محفظه نگهداري لیموها
48
3- 2- 2- ساخت شاسي
50
3- 2- 3- ابزار و روش اندازه گيري کميت ها
51
3- 2- 3- 1- سرعت هوا
51
3- 2- 3- 2- دماي هوا
53
3- 2- 3- 3- افت فشار
53
3- 2- 3- 4- رطوبت نسبي هواي محيط
54
3- 2- 3- 5- اندازه گيري مقداررطوبت نمونه ها
55
3- 2- 4- روش انجام آزمايش‏های اندازه گيري افت فشار
56
3- 3- مدل سازي خشک‏کن
58
3- 3- 1- ايجاد شبکه
58
3- 3- 2- استقلال حل مسئله از شبکه
58
3- 3- 3- نحوه اجراي محاسبات
58
3- 3- 4- روش‏های توليد شبکه
59
3- 3- 5- مرتبه گسسته سازي
60
3- 3- 6- تعيين رژيم جريان داخلي خشک‏کن
61
3- 3- 7- فرضيات مدل CFD
61
3- 3- 8- چگونگي تحليل طرح‏های ابتدایی براي خشک‏کن با ابزار CFD
63
3- 4- ساخت محفظه خشک‏کن
66
3- 5- اندازه گيري دما و سرعت هوا در داخل محفظه خشک‏کن
66
3- 6- روش مقایسه خشک‏کن ساخته شده با خشک‏کن امانلو وزمردیان
71
فصل چهارم: نتايج و بحث
4- 1- خواص فيزيکي لیموترش
73
4- 2- اندازه‏گیری افت فشار
75
4- 2- 1- افت فشار لیمو در حالت لايه ضخیم
75
4- 2- 2- برازش معادله‏های افت فشار به داده‏های مربوط به لايه ضخیم
78
4- 2- 3- افت فشار لیمو در حالت لايه نازک
79
4- 2- 4- برازش معادله‏های افت فشار به داده‏های مربوط به لایه نازک لیمو
81
4- 3- انتخاب طرح بهینه
82
4- 4- مقايسه نتايج بدست آمده از CFD جهت طراحی خشک‏کن
84
4- 4- 1- بررسی یکنواختی سرعت در محفظه خشک‏کن با نرم افزار
85
4- 4- 1- 1- اثر صفحه مشبک بر یکنواختی هوا
85
4- 4- 2- نتایج مربوط به خطوط همتراز فشار
87
4- 4- 2- 1- اثر صفحه مشبک بر توزیع فشار
87
4- 4- 3- مقايسه نتايج تجربی و نظری سرعت
88
4- 4- 4- مقایسه نتایج دبی جرمی از هر خروجی
91
4- 4- 5- مقایسه خشک‏کن جدید با خشک‏کن ساخته شده توسط امانلو و زمردیان
93
4- 4- 5- 1- روش CFD
93
4- 4- 5- 2- روش تجربی
95
4- 4- 6- میزان مصرف انرژی برق
96
فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات
5- 1- نتايج
97
5- 1- 1- خواص فيزيکي
97
5- 1- 2- استفاده از CFD در تحليل خشک‏کن ها
98
5- 1- 3- تغيير در هندسه خشک‏کن‏های کابينتي
98
5- 1- 4- مقایسه خشک‏کن ساخته شده با خشک‏کن امانلو و زمردیان
98
5- 2- پيشنهادها
99
5- 2- 1- ارتقاء دستگاه اندازه گيري افت فشار
99
5- 2- 2- پيشنهاد‏های براي خشک‏کن طراحي شده و ادامه مدل CFD
99
پيوست
100
منابع
108
فهرست جداول
عنوان و شماره
صفحه
جدول 3-1: نقاط سوراخ کاری شده جهت قرائت سرعت هوا
67
جدول 3-2: نقاط مشخص شده برای اندازه‏گیری سرعت در خروجی
69
جدول4-1: خواص فیزیکی لیمو ترش (دانه ای)
73
جدول 4-2: خواص فیزیکی لیموترش (توده ای)
74
جدول 4- 3: جدول تجزیه واریانس تیمارهای نرخ جریان هوا، عمق بستر و دما و اثر متقابل آن‏ها بر افت فشار
75
جدول 4-4: مدل ضرایب بدست آمده برای مدل شد (رابطه 2-1)
78
جدول 4-5: ضرایب بدست آمده برای مدل هوکیل و ایوز (رابطه 2-2)
78
جدول 4-6: ضرایب بدست آمده برای مدل ارگان (رابطه 2-3)
79
جدول 4-7: جدول تجزیه واریانس تیمارهای نرخ جریان هوا، رطوبت، چیدمان و عمق بستر و اثر متقابل آن‏ها بر افت فشار
79
جدول 4-8: ضرایب مدل شد
81
جدول 4-9: ضرایب مدل هوکیل و ایوز
82
جدول 4-10: ضرایب مدل ارگان
82
جدول 4-11: نتایج حاصل از دبی هوای خروجی از قسمت های مختلف خشک کن بدون استفاده از صفحه مشبک
86
جدول 4-12: نتایج حاصل از دبی هوای خروجی از قسمت های مختلف خشک کن هنگام استفاده از صفحه مشبک
87
جدول 4-13: نتایج مربوط به مقادیر سرعت هوای گرم عبور داده شده به صورت تئوری و آزمایشی
89
جدول 4-14: سرعت در 18 نقطه مختلف خروجی 1
92
جدول 4-15: سرعت در 18 نقطه مختلف خروجی 2
92
جدول 4-16: سرعت در 18 نقطه مختلف خروجی 3
92
جدول 4-17: نتایج حاصل از روش تئوری و تجربی برای دبی خروجی ار سه خروجی خشک‏کن
92
جدول 4-18: نتایج مربوط به دبی هوای خروجی تئوری از قسمت های مختلف خشک کن امانلو و زمردیان
94
جدول 4-19: مقایسه انرژی الکتریکی مصرفی
96
فهرست شکل‏ها
 
شکل 1- 1:نماي شماتيک از خشک‏کن کابينتي متداول همراه با جمع کننده خورشيدي
5
شکل 2- 1: دو جهت مختلف قرار گيري ريشه‏ها ي کاسني براي بررسي افت فشار در مطالعه وربون و همکاران.
13
شکل 2- 2:تعداد مقاله‏هاي منتشر شده CFD در زمينه تهويه ساختمان‏هاي کشاورزي
20
شکل 2- 3: مقالات منتشر شده در زمينه کاربرد CFD در صنايع غذايي
21
شکل 2- 4: استفاده از CFD براي بهينه کردن ساختار گلخانه‏های تونلي
23
شکل2- 5: تفاوت دامنه ي پيوسته و گسسته
34
شکل 2- 6: تصوير شماتيک از خشک‏کن کابينتي
42
شکل 3- 1: سه طرز قرارگیری لیموترش در اندازه‏گیری افت فشار
46
شکل 3- 2: ترموستات مورد استفاده در آزمایش
48
شکل 3- 3: موتور الکتریکی 2850 دور فن
48
شکل 3- 4: مبدل ولتاژ مورد استفاده در آزمایش‏ها
48
شکل 3- 5: توري گالوانيزه و قاب آن جهت نگهداري توده لیمو
49
شکل 3- 6: یکنواخت کننده هوا
50
شکل 3- 7: دستگاه اندازه‏گیری افت فشار بهینه سازی شده
51
شکل 3- 8: شماتیک دستگاه اندازه‏گیری افت فشار
52
شکل 3- 9: دستگاه اندازه‏گیری سرعت هوا
53
شکل 3- 10: نقاط قرائت سرعت هوا درون لوله ورودي هوا
54
شکل 3- 11: مانومتر بکار برده شده جهت اندازه‏گیری افت فشار
54
شکل 3- 12: دستگاه Testo 625
56
شکل 3- 12: ترازوی دیجیتال مورد استفاده در آزمایش ها
56
شکل 3- 13: تصويرآون استفاده شده در آزمايش
63
شکل 3- 14: خشک‏کن مش بندی شده در نرم افزار گمبیت
65
شکل 3- 15: شماتیک خشک‏کن کابینتی جدید
68
شکل 3- 16: نقاط سوراخکاری شده
69
شکل 3- 17: مقطع یکی از خروجی های خشک‏کن و نحوه داده گیری دبی هوای خروجی
69
شکل 3- 18: سيني به کار رفته در خشک‏کن
70
شکل 3- 19: طرز داده برداری جهت توزین لیموها
71
شکل 3- 20: خشک‏کن ساخته شده
71
شکل 3-21: خشک‏کن ساخته شده و متعلقات آن
72
شکل 4- 1: اثر تغییرات عمق بستر (25، 50، 75 و 100) سانتیمتر و شار هوای عبوری بر روی افت فشار
77
شکل 4- 2: اثر افزایش عمق بستر بر روی افت فشار
80
شکل 4- 3: اثر رطوبت‏های مختلف و شار هوای عبوری بر روی افت فشار در حالت قرار گیری دو لایه لیمو در سامانه اندازه‏گیری افت فشار
81
شکل 4- 4: اثر سه چیدمان بر روی افت فشار
83
شکل 4- 5: طرح انتخاب شده جهت ساخت
83
شکل 4- 6: سه نما و اندازه‏های طرح بهینه
83
شکل 4- 7: نمودار باقی مانده‏ها برای سرعت ورودی 1 متر بر ثانیه
84
شکل 4- 8: خطوط همتراز سرعت بدون توری
85
شکل 4- 9: خطوط همتراز سرعت هنگام استفاده از توری
85
شکل 4- 10: تاثیر استفاده نکردن از توری بر توزیع فشار
87
شکل 4- 11: تاثیر استفاده از توری بر توزیع فشار
88
شکل 4- 12: مقایسه نتایج تجربی و CFD
91
شکل 4- 13: مقطع یکی از خروجی‏های خشک‏کن
91
شکل 4- 14: توزیع خطوط همتراز سرعت در خشک‏کن امانلو و زمردیان
93
شکل 4- 15: چگونگی توزیع سرعت در سینی‏های محصول در خشک‏کن امانلو
94
شکل 4- 16: نرخ از دست دادن رطوبت نسبت به زمان در خشک‏کن جدید
95
شکل 4- 17: نرخ از دست دادن رطوبت نسبت به زمان در خشک‏کن امانلو
96
 

👇 تصادفی👇

معماری در کویرفایل ترمیم سریال G610-U20پاورپوینت قوانین کارگری در مورد حقوق و دستمزد و پاداش200 مدار كاربردي با ترانزيستورقطب نما، قبله نما و فلزیاب اندروید10 طرح توجیهی در زمینه تولید بسته چهاردهملغات پرتکرار زبان انگلیسی همراه با معنی و فونتیک ✅فایل های دیگر✅

#️⃣ برچسب های فایل طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد خشک‏کن کابینتی جدید لیموترش با دو ترکیب هندسی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد خشک‏کن کابینتی جدید لیموترش با دو ترکیب هندسی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

دانلود طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد خشک‏کن کابینتی جدید لیموترش با دو ترکیب هندسی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

خرید اینترنتی طراحی، ساخت و ارزیابی عملکرد خشک‏کن کابینتی جدید لیموترش با دو ترکیب هندسی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

👇🏞 تصاویر 🏞