Koncepcja matematycznego modelu procesu konwekcyjnego suszenia nieruchomej warstwy ziarna zboz

• Autorzy: Wierzejski J , Markowski M.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ze względu na to, iż suszenie jest procesem wysoce energochłonnym bardzo ważna staje się jego optymalizacja w celu obniżenia kosztów uzyskania produktu końcowego o możliwie wysokiej jakości. Efektywnie i tanio można wyznaczać optymalne warunki przebiegu procesu suszenia, wykorzystując do tego celu standardowe metody optymalizacji, co pociąga za sobą konieczność wykorzystania matematycznego modelu opisującego przebieg badanego procesu. Opracowana została koncepcja takiego matematycznego modelu suszenia nieruchomej warstwy ziarna zbóż, który uwzględnia zjawiska wykrapla- nia wody w trakcie procesu a także fakt, iż wykroplona woda przez pewien czas pokrywa powierzchnię cząstek warstwy. U podstaw proponowanego modelu leżało założenie, iż system ziarno-powietrze-woda można traktować jako złożony z niezależnych podsystemów: ziarno-powietrze, ziarno-woda lub woda-powietrze. Analizowane były dwa przypadki suszenia: suszenie ziarna powietrzem przepływającym przez warstwę ziarna oraz odparowanie wody (lub dalsza kondensacja pary wodnej) pokrywającej ziarno. Model opisujący wymianę ciepła i masy składa się z układu różniczkowych równań cząstkowych (2)—(5) w odniesieniu do podsystemu ziarno-powietrze oraz równań (7)-(10) w odniesieniu do podsystemie woda-powietrze. Model ten można uznać za częściowo zweryfikowany empirycznie, gdyż zawiera on układ opisujący podsystem ziarno-powietrze, który został pozytywnie zweryfikowane wcześniej przez Spencera [1969]. Weryfikacji jednak wymagają równania opisujące zachowanie się podsystemu woda-powietrze.

EN

As the drying process is extensively energy-consuming its optimization becomes more and more important to reduce the costs and to obtain the final product of possibly good quality. The optimum parameters of drying process may be efficiently and easy determined by the use of standard optimization methods based on mathematical model describing course of the process. A mathematical model was developed which describes the drying of stationary grain layer. The phenomena of either, water condensation during drying and temporary covering of the particles in layer by condensed water were included in the model. The model is based on an assumption that the grain-air-water system may be considered as consisted of independent subsystem: grain-air, grain-water and water-air. Two cases of drying were analysed: grain drying by air flow through the grain layer and evaportation of moisture (or further water vapour condensation) covering grain. Model describing heat and mass transfer consists of the system of partial differential equations (2)-(5) regarding grain-air subsystem as well as the equations (7)-(10) with respect to water-air subsystem. That model may be considered as partially verified empirically because it contains the description of grain-air subsystem, positively verified earlier by Spencer [1969]. However, the equations describibng water-air subsystem still need to be verified.

Słowa kluczowe

PL

zboza; warstwa nieruchoma; ziarno; modele matematyczne; suszenie konwekcyjne

• Wydawca: -
• Czasopismo: Problemy Inżynierii Rolniczej
• Rocznik: 1996
• Tom: 04
• Numer: 4
• Opis fizyczny: s.69-78,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Wierzejski J

• Szkola Glowna Gospodarstwa Wiejskiego, Warszawa

autor

Markowski M.

Bibliografia

• Banga J. R., Singh R. R 1994. Optimization of air drying of foods. J. Food Engng, 23, s.189-211
• Cenkowski S. 1984. Matematyczne modelowanie procesów suszenia ziarna zbóż. Rozprawa habilitacyjna, Zesz. Nauk., AR, Wrocław
• Ingram G. W. 1976. Deep bed drier simulation with intra- particle moisture diffusion. J. Agric. Engng Res., 21, s.263-272
• Ingram G. W. 1979. Solution of grain cooling and drying problems by the method of characteristics in comparison with finite difference salution. J. Agric. Engng Res., 24, s.219-232
• Jayas D. S., Cenkowski S., Pabis S., Muir W. E. 1991. Review of thin-layer drying and wetting equations. Drying Technol., 9(3), s.551 -588
• Pabis S. 1985. Metodologia nauk empirycznych. PWN, Warszawa
• Parry J. L. 1985. Mathematical modelling and computer simulation of heat and mass transfer in agricultural grain drying: A review. J. Agric. Engng Res., 32, s.1-29
• Rouvet J. С., Backer L. W., Persoons E. 1979. An analytical- numerical method for simulating ater transfer in a ventilated deep bed of cereals. Trans. ASAE, 22, s.1444-1450
• Sharp J. R. 1982. A review of low temperature drying simulation models. J. Agric. Engng Res., 27, s.169-190
• Sieniutycz S. 1978. Optymalizacja w inżynierii procesowej. WNT, Warszawa
• Spencer H. B. 1969. A mathematical simulation of grain drying. J. Agric. Engng Res, 14(3), s.226-235
• Wanaanen K. M., Litchfield J. В., Okos M. R. 1993. Clasification of drying models for porous solids. Drying Technol., 11, s.1-40