مدلسازی خشک کردن یک قطره شیر با روش ردیابی سطح مشترک پوسته خشک-هسته مرطوب

در این پژوهش به تاثیرات ذرات جامد (معلق یا محلول) بر فرآیند خشک کردن قطره پرداخته شده است و شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی خشک کردن یک قطره شیر با استفاده از مدل هسته مایع کوچک شونده توسط کد عددی نوشته شده به زبان فرترن انجام شده است. برای فرآیند خشک شدن قطره کروی حاوی ذرات جامد چهار مرحله گرمایش اولیه، تبخیر با نرخ ثابت، تبخیر با نرخ نزولی و خشک شدن ذره متخلخل در نظر گرفته شده است، که با مشاهدات تجربی انطباق مطلوبی دارد. در مرحله تبخیر با نرخ ثابت، تاثیرات لایه آب آزاد پیرامون قطره لحاظ شده است. جهت شبیه سازی عددی در مرحله خشک شدن با نرخ ثابت از روش شبکه دینامیکی استفاده شده است، که نسبت به روش گام زمانی متغیر حجم محاسبات را کاهش می دهد. در این پژوهش به محاسبه نرخ تبخیر در دوره تبخیر با نرخ نزولی با استفاده از مقاومت چرمی معادل پوسته پرداخته شده و نتایج آن با نرخ تبخیر محاسبه شده در سطح مشترک پوسته هسته مرطوب و نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. بر اساس نتایج حاصل، شبیه سازی با استفاده از مقاومت جرمی معادل پوسته با دقت مناسبی دما و وزن قطره را در حین فرآیند خشک شدن پیش بینی نموده است.

Keywords:

قطره , تبخیر , دینامیک سیالات محاسباتی