Untersuchung des Wärme- und Feuchtigkeitstransfers während der Trocknung von gepackten porösen Medien in Sojabohnen

Die Forschung zielt darauf ab, die Verteilung der Porosität und die kombinierte Bewegung von Wärme und Feuchtigkeit während der Trocknung von Körnern zu untersuchen. Diese Forschung befasst sich mit der Porosität und dem Fluss von Sojabohnen mit unterschiedlichen Verhältnis von Partikelgrößen sowie der Trocknung von Sojabohnen mit variierenden Partikeltemperaturen. Aufgrund der Ähnlichkeit der Form zwischen Sojabohnen und Kugeln wird in diesem Artikel eine Kugelform verwendet, um den Wärme- und Feuchtigkeitstransfer von Sojabohnenpartikeln zu studieren, die auch für die Untersuchung von Körnern mit ähnlichen Formen, wie Mungobohnen und roten Bohnen, verwendet werden kann. Zufällige Modelle von Sojabohnen mit variierenden Proportionen wurden unter Verwendung der Modellierungssoftware Edem und UG erstellt. UDF-Programmierung wurde zur Preprocessing-Software Fluent hinzugefügt, um die Porosität, die Zuweisung des Luftstroms sowie die Wechselwirkung von Temperatur und Feuchtigkeitstransfer in gepackten Betten mit verschiedenen Zylinder-zu-Partikelgrößenverhältnissen und Partikeltemperaturen zu analysieren. Ein gepacktes Bett aus Sojabohnen wurde erstellt, und die Studie untersuchte den Einfluss der Zylinder-zu-Partikelgrößenverhältnisse von 4,44, 5,6 und 6,25 auf die Porosität. Die Ergebnisse zeigen, dass die radiale Porosität im gepackten Bett ein schwankendes Profil aufweist, wobei die partielle Porosität mit zunehmendem Zylinder-zu-Partikelgrößenverhältnis zunimmt. Die Erhöhung des Verhältnisses von Zylindergröße zu Partikelgröße verschärfte die Windungen der Flusswege innerhalb des gepackten Bettes. Gleichzeitig steigt die Partikeltemperatur, was zu einem Anstieg des sofortigen Wärmeübergangs während des Trocknungsprozesses führt und das Verhältnis des Feuchtigkeitstransfers innerhalb des gepackten Bettes verstärkt. Die Methode modelliert effektiv während des konvektiven Wärme- und Stofftransfers in den flüssigen Phasen sowie der thermischen und massenmäßigen Verbreitung in den festen Phasen. Die Ergebnisse dieser Studie wurden an physikalischen Modellen validiert. Die Lufttemperatur von 273 K wird während des Simulationsprozesses berücksichtigt.