Надіслати цю статтю 
Моделювання тепло- і масопереносу в процесах сушіння зерна під впливом електромагнітного поля
DOI: http://dx.doi.org/10.31548/energiya2(72).2024.029
Анотація
Процес сушіння зернових матеріалів традиційним конвективним методом зазвичай супроводжується значними енергетичними витратами, переважно через непродуктивні втрати теплової енергії з відпрацьованим сушильним агентом. Оптимізація цього процесу полягає в зменшенні обсягу використовуваного сушильного агента та компенсації зменшеної теплової енергії безконтактним способом передачі тепла через мікрохвильове (НВЧ) або інфрачервоне (ІЧ) опромінювання. Однак, математичне моделювання цих процесів потребує уточнення, оскільки вони відрізняються від традиційних процесів конвективного теплового сушіння. Сушіння зерна є складним теплофізичним процесом, і механізм його відбувається відповідно до взаємопов’язаного переносу теплоти і вологи всередині капілярно-пористого матеріалу. Для кращого розуміння цих процесів необхідно визначити математичні моделі, які враховують вплив електромагнітного поля.
Ця стаття має на меті теоретичне дослідження процесу сушіння рослинної сировини під впливом електромагнітного поля НВЧ та ІЧ на основі аналітичних математичних моделей.
Проведені дослідження вказують на перспективність використання електромагнітного поля для інтенсифікації сушіння рослинної сировини, зокрема за допомогою НВЧ та ІЧ опромінювання, яке дозволяє адресно нагрівати вологі зони матеріалу.
Отримані аналітичні залежності дозволяють розраховувати поля температури і вологовмісту в матеріалах та визначити ступінь впливу параметрів електромагнітного поля на процеси нагрівання і сушіння. Ці залежності також допомагають точніше ідентифікувати коефіцієнти моделей тепло-і масопереносу на основі експериментів. Такий аналітико-емпіричний підхід може бути використаний для розрахунку раціональних режимів термообробки зернової сировини під впливом електромагнітного поля.
Ключові слова: сушіння, електромагнітне поле, тепло- і масоперенос, зерновий матеріал
Повний текст:
PDFПосилання
Burdo, O. G. (2013). Pishchevyye nanoenergotekhnologii [Food Nanoenergy Technologies]: Monograph. Kherson: Grin D.S. Publishing, 294. ISBN 978-617-7123-13-1.
Bandura, V. M. (2021). Naukovo-praktychne obgruntuvannia enerhoefektyvnykh tekhnolohii pererobky oliinoi syrovyny na osnovi mekhanichnykh ta elektromahnitnykh intensyfikatoriv [Scientific and Practical Substantiation of Energy-Efficient Technologies for Oil Raw Materials Processing Based on Mechanical and Electromagnetic Intensifiers]: Doctoral dissertation. Odessa National Academy of Food Technologies, 45.
Belyaev, M.I., Pakhomov, P.L. (1991). Teoreticheskiye osnovy kombinirovannykh sposobov teplovoy obrabotki pishchevykh produktov [Theoretical Foundations of Combined Methods of Heat Treatment of Food Products]. Kharkiv: KhIOP, 160.
Kalenderyan, V. A., Boshkova, I. L. (2011). Тепломассоперенос в аппаратах с плотным слоем дисперсного материала [Heat and Mass Transfer in Apparatuses with Dense Layer of Dispersed Material]: Monograph. Kiev: Slovo, 184. ISBN 978-966-194-091-7.
Dementieva, T.Y. (2012). Intensyfikatsiia protsesiv teplovolohoperenosu pry sushinni zernovoho materialu iz zastosuvanniam mikrokhvylovoho elektromahnitnoho polia [Intensification of Heat and Mass Transfer Processes in Grain Drying Using Microwave Electromagnetic Field]: Abstract of the dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences. Odessa National Academy of Food Technologies, 22.
Yaroviy, I.I. (2013). Rozrobka strichkovoi ustanovky dlia znevodnennia roslynnoi syrovyny elektromahnitnym polem [Development of a Belt Installation for Dehydration of Plant Raw Materials by Electromagnetic Field]: Abstract of the dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences. Odessa National Academy of Food Technologies, 22.
Kotov, B. I., Kalinichenko, R. A., Kifyak, V. V. (2012). Analitychne doslidzhennia perekhidnykh rezhymiv nahrivannia zerna v elektrotermoradiatsiinykh ustanovkakh bezperervnoi dii [Analytical Study of Transient Heating Modes of Grain in Continuous Action Electromagnetic Radiation Installations]. Visnyk Kharkiv National Technical University of Agriculture named after Petro Vasylenko, 131, 57-65.
Boshkova, I. L., Georgiyesh, E. V., Kolesnichenko, N. A. (2014). Matematicheskiye modeli teploperenosa v dvizhushchemsya plotnom sloye pri mikrovolnovo-konvektivnom i mikrovolnovom nagreve [Mathematical Models of Heat Transfer in Moving Dense Layer during Microwave-Convective and Microwave Heating]. Scientific Works of Odessa National Academy of Food Technologies, 45(1), 46-54.
Kotov, B. I., Pantsir, Y. I., Gerasymchuk, I. D. (2018). Modeliuvannia i rozrakhunok enerhozberihaiuchykh rezhymiv sushinnia i termoobrobky volohykh materialiv pid diieiu enerhetychnykh poliv [Modeling and calculation of energy-saving regimes of drying and heat treatment of wet materials under the action of energy fields]. In Proceedings of the XIX International Scientific Conference: Current Problems of Agricultural Engineering Mechanics, 197-198).
Kulinchenko, V. R., Shevchenko, O. Y., Piddubnyi, V. A. (Eds.). (2014). (teoriia i praktyka protsesu) [Heat Transfer with Elements of Mass Transfer (Theory and Practice of the Process)]: Textbook for Higher Education Institutions. Kyiv: Phoenix, 918.
Nezdvetska, I. V., Kukharets, S. M., Buchyk, S. S., Sydorchuk, L. A. (2012). Formalizatsiia parametriv ICh-sushylnykh ustanovok impulsnoi dii pry modeliuvanni tekhnolohichnykh protsesiv sushinnia [Formalization of parameters of impulse action IR drying installations in modeling technological processes of drying]. Bulletin of Zhytomyr State Technological University, 1, 47–52.
Yarovyi, I., Kashkano, M., Marenchenko, O., Pylypenko, Y. (2019). Inovatsiini sposoby enerhopidvedennia u protsesakh sushinnia termolabilnoi syrovyny [Innovative methods of energy supply in drying processes of thermolabile raw materials]. Scientific Works, 83(1), 122-128. https://doi.org/10.15673/swonaft.v83i1.1429
Lakhno, V. A., Shyriaev, D. A. (2011). Ispol’zovaniye komp’yuternykh sistem dlya povysheniya effektivnosti informatsionnoy podderzhki infrakrasnoy sushki zerna [The use of computer systems to improve the efficiency of information support for infrared drying of grain]: Monograph. Lugansk: Elton-2, 154.
Dymnych, A. Kh., Troyanskyi, O. A. (2004). Teploprovidnist [Thermal Conductivity]: Textbook for Students of Technical Specialties of Higher Educational Institutions. Donetsk: Nord-press, 370.
Kalynichenko, R. A. (2016). Alhorytm parametrychnoi identyfikatsii analitychnoho matematychnoho opysu dynamiky nyzkotemperaturnoho sushinnia zernovykh materialiv [Algorithm of parametric identification of analytical mathematical description of low-temperature drying dynamics of grain materials]. Mechanization and Electrification of Agriculture, 3(102), 181-188.
Kalynichenko, R. A. (2016). Vyznachennia teplofizychnykh koefitsiientiv v rozv’iazkakh rivniannia teploprovidnosti dlia identyfikatsii protsesiv termoobrobky zerno materialiv [Determination of thermophysical coefficients in solutions of the heat conduction equation for identification of heat treatment processes of grain materials]. Scientific Bulletin of NULES of Ukraine. Series: Engineering and Energy in Agriculture, 241, 325-333.
Метрики статей
Metrics powered by PLOS ALM
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.
