تأثیر جریان بازگشتی هوا بر راندمان خشک‌کن خورشیدی غیرمستقیم با کلکتور خلأ مجهز به ماده تغییرفازدهنده و مبدل حرارتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه جیرفت، جیرفت، ایران

2 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

چکیده

در فرآیند خشک‌کردن محصولات کشاورزی، وجود میزان زیاد رطوبت اولیه سبب افزایش مصرف انرژی می‌گردد. به منظور کاهش این مصرف، بهره‌گیری از سامانه‌های خورشیدی به‌صورت مستقل یا ترکیبی با دیگر منابع حرارتی، روشی متداول محسوب می‌شود. به‌کارگیری جریان هوای بازگشتی در ورودی خشک‌کن می‌تواند موجب بهبود راندمان حرارتی و کاهش زمان خشک‌ شدن محصول گردد. در این پژوهش، یک خشک‌کن خورشیدی غیرمستقیم از نوع کابینتی که به یک کلکتور خورشیدی لوله خلأ و یک مبدل حرارتی مجهز به ماده تغییرفازدهنده (PCM) مجهز است، مورد بررسی قرارگرفت. تأثیر درصدهای مختلف جریان بازگشتی (۰، ۲۵، ۵۰ و ۷۰ درصد) بر مصرف انرژی ویژه (SEC)، بازده کلی فرآیند خشک‌کردن و راندمان کلکتور خورشیدی در یک خشک‌کن خورشیدی غیرمستقیم از نوع کابینتی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین به منظور تحلیل رفتار جریان و تغییرات دمایی در داخل خشک‌کن، شبیه‌سازی سه‌بعدی با روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) انجام گردید. نتایج عددی نشان داد که حالت 50 درصد جریان بازگشتی، بهینه‌ترین وضعیت است؛ به طوری که زمان خشک‌سازی را از 910 ثانیه (در حالت صفر) به 545 ثانیه کاهش داده و کمترین مصرف انرژی ویژه معادل 10/62مگاژول بر کیلوگرم را با استفاده از ظرفیت حرارتی نهفته در PCM را به دست آورد. استفاده از سامانه جریان بازگشتی تا 50 درصد موجب بهبود راندمان کلی خشک‌کن تا 29/01درصد نسبت به حالت بدون بازگشت هوا گردید. با این حال، افزایش جریان بازگشتی به 70 درصد به دلیل اشباع شدن هوا از رطوبت و افزایش زمان خشک‌سازی، منجر به کاهش کارایی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات