حل عددی معادلات جریان طبیعی و انرژی به روش تابع جریان گردابه ای درمحفظه یک خشک کن خورشیدی میوه و بررسی پارامترهای موثر در بهینه سازی طراحی

در این مقاله یک روش عددی تحلیلی برای طراحی خشک کن خورشیدی میوه معرفی می گردد. درابتدا یک مدل ریاضی برای تحلیل انتقال حرارت جابجایی آزاد جمع کننده که به روش سعی و خطا حل می شود و هم چنین یک روش تحلیلی برای مدل ریاضی جریان در دودکش ارائه می گردد. در محفظه خشک کن معادلات جریان طبیعی (ممنتوم) و انرژی به دلیل تغییرات دانسیته هر با دما در معادله ممنتوم، به یکدیگر وابسته می باشند و به صورت توام با کمک روش عددی تابع جریان گردابه ای که یکی از متدهای حجم محدود می باشد، حل می گردند. با توجه به اینکه نیروی بویانسی عامل اصلی حرکت در این سیستم می باشد لذا در روند کلی حل مساله باید از روش سعی و خطا نمود که در ابتدا با فرض دما در ورود هوا به دودکش وهم چنین دبی جریان هوا مساله شروع می شود. در ادامه توزیع دما در جمع کننده (کلکتور) و دودکش بدست می آید. نتایج آن به عنوان شرایط مرزی برای حل عددی معادلات بهم وابسته جریان و انرژی در محفظه خشک کن ودودکش استفاده می گردد. در نتیجه، دمای هوا در ورود به دودکش محاسبه می شود و با مقدار قبلی که فرض مساله بود مقایسه و تصحیح می گردد تا نهایتا به یک مقدار ثابت همگرا شود. در آخر تاثیر تغییرات ارتفاع دودکش و طول جمع کننده (کلکتور)بر افزایش دمای هوا در خروج از جمع کننده و هم چنین در دبی جریان هوا بصورت نمودار مقایسه می گردد که این مبنائی برای طراحی بهینه ابعاد خشک کن با توجه به نیاز مصرف کننده می باشد