شبیه‌سازی عددی خشک‌کن خورشیدی غیرمستقیم کابینتی با پاشش قطرات آب در شهر یزد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تبدیل انرژی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

2 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران.

3 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران.

چکیده

استفاده از سوخت‌های فسیلی باعث به‌وجود آمدن مشکلات زیست‌محیطی نظیر نشر گازهای گلخانه‌ای و آلودگی هوا می­گردد. در این بین استفاده از خشک‌کن‌های خورشیدی می‌تواند تا حد زیادی از مصرف سوخت­های فسیلی در این حیطه جلوگیری کرده و علاوه بر افزایش کیفیت محصول خشک‌شده باعث کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی گردد. این خشک‌کن­ها با عبور جریان هم‌رفت طبیعی یا اجباری هم‌رفت هوای گرم بین محصولات عمل می‌کنند و وابستگی مستقیمی به‌شدت تابش دریافتی خورشید توسط جمع­کننده دارند. برای شبیه‌سازی عملکرد خشک‌کن، هندسه دوبعدی آن در نرم‌افزار گمبیت (GAMBIT) مدل‌سازی شده است. با استفاده از نرم‌افزار انسیس فلونت (ANSYS FLUENT) با اعمال میزان شار حرارتی ایجاد شده در ساعت­های مختلف در تیرماه سال 1399 برای شرایط جغرافیایی شهر یزد روی جمع­کننده، دبی هوا و در نهایت دمای خروجی گزارش شده است. نتایج با تحلیل کانتورها و نمودارهای حاصل از شبیه‌سازی نشان می­دهد که با دبی جرمی kg/s 16/0 و دمای تقریباً oC 35 می‌توان شرایط خشک­کردن حبوبات و سبزیجات را در شرایط آفتابی شهر یزد فراهم کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Numerical Simulation of Indirect Cabinet Solar Dryer by spraying of Water Droplets in Yazd Climate

نویسندگان [English]

  • Mohammad Saleh Barghi Jahromi 1
  • Vali Kalantar 2
  • Mohammad Omidpanah 3
1 Phd Student of Energy Conversion, Department of Mechanical Engineering, University of Yazd, Yazd, Iran.
2 Associate Professor, Department of Mechanical Engineering, University of Yazd, Yazd, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Mechanical Engineering, Technical and Vocational University (TVU), Tehran, Iran.
چکیده [English]

Using fossil fuels causes environmental problems such as greenhouse emissions and air pollution. In this study, the use of solar dryers greatly reduced fossil fuel consumption in Yazd area and reduced environmental pollution in addition to increasing the quality of dried products. This dryer operates by passing natural convection or forced convection between the products and directly depends on the solar radiation received by the collector. To simulate the performance of the dryer, its 2D dimensions were modeling in Gambit software. Using Ansys Fluent software, by applying the amount of heat flux created at different hours in July 2020 for the geographical conditions of Yazd city on the collector, air flow and outlet temperature was reported. Based on the contours and diagrams, it was concluded that with a mass flow rate of 0.16 kg / s and a temperature of approximately 35C°, the drying conditions of grains and vegetables can be provided in the sunny conditions of Yazd.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Indirect cabinet solar dryer
  • Natural convection
  • water droplets spraying
  • Dehumidifier
  • Numerical simulation
  • Energy optimization

مراجع

[1] Barghi Jahromi, M., Kalantar, V., & Abdolrezaie, M. (2020). Experimental Study of Effect of Storage Phase Change Materials (PCM) on the Function of a Passive Solar Ventilator. Modares Mechanical Engineering, 20(7), 1709-1717. http://mme.modar es.ac.ir/article-15-38118-en.htmlhttp://mme.modares.ac.ir/article-15-38118-en.pdf
[2] Mokhtarian, M., Tavakolipour, H., & Kalbasi Ashtari, A. (2017). Effects of solar drying along with air recycling system on physicochemical and sensory properties of dehydrated pistachio nuts. Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie 75(12), 202-209. https://doi.or g/10.1016/j.lwt.2016.08.056
[3] Iranmanesh, M., Samimi Akhijahani, H., & Barghi Jahromi, M. S. (2020). CFD modeling and evaluation the performance of a solar cabinet dryer equipped with evacuated tube solar collector and thermal storage system. Renewable Energy, 145(2), 1192-1213. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.06.038
[4] Azaizia, Z., Kooli, S., Hamdi, I., Elkhal, W., & Guizani, A. A. (2020). Experimental study of a new mixed mode solar greenhouse drying system with and without thermal energy storage for pepper. Renewable Energy, 145, 1972-1984. https://doi.org/10.1016/j.re nene.2019.07.055
[5] Iranmanesh, M., & Barghi Jahromi, M. S. (2019). Effect of Forced Convection and PCM Materials on an Indirect Solar Dryer Equipped with Evacuated Heat Pipe Collector. Modares Mechanical Engineering, 19(11), 2607-2614. http://mme.modares.ac.ir/ar ticle-15-25587-en.htmlhttp://mme.modares.ac.ir/article-15-25587-en.pdf
[6] Barghi Jahromi, M. S., & Iranmanesh, M. (2019). Experimental Investigation on the Use of PCM in a Pistachio Solar Dryer by the Evacuated Heat Pipe solar Collector. Journal of Pistachio Science and Technology, 3(6), 73-87. http://pistachio.vru.ac.ir/article_102651_e 2a47af5dd81a9a6d57d747a21c1b79b.pdf
[7] El Khadraoui, A., Bouadila, S., Kooli, S., Farhat, A., & Guizani, A. (2017). Thermal behavior of indirect solar dryer: Nocturnal usage of solar air collector with PCM. Journal of Cleaner Production, 148, 37-48. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.0 1.149
[8] Baniasadi, E., Ranjbar, S., & Boostanipour, O. (2017). Experimental investigation of the performance of a mixed-mode solar dryer with thermal energy storage. Renewable Energy, 112, 143-150. https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.05.043
[9] Bhardwaj, A. K., Chauhan, R., Kumar, R., Sethi, M., & Rana, A. (2017). Experimental investigation of an indirect solar dryer integrated with phase change material for drying valeriana jatamansi (medicinal herb). Case Studies in Thermal Engineering, 10, 302-314. https://doi.org/10.1016/j.csite.2017.07.009
[10] Musembi, M. N., Kiptoo, K. S., & Yuichi, N. (2016). Design and Analysis of Solar Dryer for Mid-Latitude Region. Energy Procedia, 100, 98-110. https://doi.org/10.1016/j.egyp ro.2016.10.145
[11] Nabnean, S., Janjai, S., Thepa, S., Sudaprasert, K., Songprakorp, R., & Bala, B. K. (2016). Experimental performance of a new design of solar dryer for drying osmotically dehydrated cherry tomatoes. Renewable Energy, 94, 147-156. https://doi.org/10.1016/j. renene.2016.0 3.013
[12] Aktaş, M., Şevik, S., Amini, A., & Khanlari, A. (2016). Analysis of drying of melon in a solar-heat recovery assisted infrared dryer. Solar Energy, 137, 500-515. https://doi .org/10.1016/j.solener.2016.08.036
[13] Shalaby, S., & Bek, M. (2015). Drying nerium oleander in an indirect solar dryer using phase change material as an energy storage medium. Journal of Clean Energy Technologies, 3(3), 176-180. http://jocet.org/papers/191-R035.pdf
[14] Fluent, I. (2006). Fluent 6.3 Users Guide (2006). Fluent, INC. https://romeo.univ-reims. fr/documents/fluent/fluentUserGuide.pdf
[15] Barghi Jahromi, M. S., Iranmanesh, M., & Samimi akhijahani, H. (2021). Thermo-Economic evaluation of a solar dryer with evacuated heat pipe collector and energy storage. Journal Of Applied and Computational Sciences in Mechanics, 32(1), 39-58. https:// doi.org/10.22067/jacsm.2021.56640.0
فصلنامه علمی کارافن
دوره 19، شماره 1 - شماره پیاپی 57
فنی و مهندسی
خرداد 1401
صفحه 523-544

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 13 تیر 1400
  • تاریخ بازنگری: 21 شهریور 1400
  • تاریخ پذیرش: 12 مهر 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار