شبیه سازی الگوی هوادهی موازی و سری در فرآیند پیش سرمایش با استفاده از معادلات انتقال ممنتوم و گرما

میوه ها و سبزی ها از جمله مهمترین محصولات باغی هستند که نقش مهمی در تامین نیاز غذایی و سلامت انسان دارند که در دوره پس از برداشت، بخش قابل توجهی از آنها، بین 5 تا 50 درصد، ازبین می روند. یکی از فرایندهایی که نقش بسیار موثری در افزایش عمر قفسه ای و کاهش ضایعات محصولات باغی دارد، فرایند پیش سرمایش است. در این تحقیق فرایند پیش سرمایش توت فرنگی با استفاده از جعبه های جدید طراحی شده، به روش هوادهی متداول (سری) و در اشل تجاری موجود مورد مطالعه قرار گرفت تا امکان استفاده از این جعبه ها در روش پیش سرمایش صنعتی ارزیابی شود و عملکرد جعبه های جدید در پیش سرمایش به روش هوادهی موازی (ابداع شده) و سری (روش صنعتی) در شرایط یکسان بررسی شود. برای این منظور از شبیه سازی کامپیوتری استفاده شد و معادلات انتقال ممنتوم در فاز سیال و انتقال گرما در هر دو فاز محصول و فاز سیال، به صورت هم زمان به روش اجزای محدود حل شدند. برای حل عددی معادلات توسعه یافته و شبیه سازی فرایند پیش سرمایش، از نرم افزار COMSOL MULTPHYSICS نسخه 3/5 استفاده شد. در حل عددی معادلات مربوط به سیالات غیرقابل تراکم به روش اجزای محدود ناپایداری و یا ناهمگرایی در روابط گالرکین وجود دارد. برای جلوگیری از ناپایداری عددی از بین روش های مختلف موجود، از روش دیفوزیون ایزوتروبیک با ضریب 0/5 استفاده شد. نتایج حاصل از شبیه سازی فرایند پیش سرمایش توت فرنگی در جعبه های طراحی شده جدید با روش هوادهی سری (تجاری) نشان داد که فرایند پیش سرمایش در جعبه های جدید نسبت به جعبه های تجاری سریعتر و یکنواختر انجام می شود که دلیل این امر وجود منافذ روی درب جعبه ها می باشد. همچنین عملکرد این جعبه ها در الگوی هوادهی موازی به مراتب بهتر از روش سری بود؛ بطوریکه زمان هفت- هشتم سرمایش در دو جعبه مورد مطالعه به روش سری برابر 146 و 370 دقیقه بود، در حالیکه در روش موازی زمان هفت- هشتم سرمایش حدود 180 دقیقه به دست آمد. این نتایج مبین سرمایش سریعتر و یکنواختی بیشتر بین زمان سرمایش میوه های واقع در جعبه های مختلف می باشد.

کلیدواژه ها:

انتقال گرما ، انتقال ممنتوم ، توت فرنگی ، زمان هفت- هشتم سرمایش ، یکنواختی سرمایش