Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Дослідження явищ теплопровідності при мікрохвильовому сушінні матеріалу

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

І. Л. Бошкова
https://orcid.org/0000-0001-5989-9223
Н. В. Волгушева
https://orcid.org/0000-0002-9984-6502
М. Д. Потапов

Анотація

Досліджуються математичні моделі нагрівання матеріалів при дії внутрішніх джерел теплоти. Представлено модель теплопровідності, у якій дія мікрохвильового поля враховується як позитивне внутрішнє джерело теплоти. Визначається, що доцільність одержання аналітичних рішень пов'язана із практичним інтересом до мікрохвильового сушіння. Інформація про розподіл температури в матеріалі важлива для різних технологічних процесів, наприклад, сушіння зерна. Розглядається напівобмежений масив, температура якого в початковий момент часу у всіх точках однакова. Прийнято однокомпонентну модель, відповідно до якої шар розглядається як квазігомогене середовище з ефективними характеристиками. Негативне джерело теплоти враховує частку енергії, обумовлену потоком вологи випаруваної при сушінні матеріалу. Приймається експонентний характер зміни інтенсивності позитивного та негативного джерела по товщині шару. Для рішення рівняння теплопровідності застосований метод інтегрального перетворення Лапласа. Рішення диференціального рівняння теплопровідності з початковими й граничними умовами І роду дозволило одержати формулу для розрахунку температури напівобмеженого масиву, що застосовно для умов, коли температура навколишнього середовища менше температури матеріалу. Ця умова відображає реальний фізичний процес мікрохвильового нагрівання. Аналізуються результати розрахунків температури води та щільного шару зерна пшениці залежно від тривалості дії мікрохвильового поля і його питомої потужності. Показано, що для одержання достовірних результатів важливим показником є значення коефіцієнта корисної дії мікрохвильової камери. Проведені розрахунки вологовмісту й температури шару зерна пшениці для періоду постійної швидкості сушіння. Отримана залежність може застосовуватися при аналізі впливу тривалості нагрівання, вхідної потужності й початкових температур на розподіл температури по товщині шару

Ключові слова:
Мікрохвильове поле, Внутрішні джерела теплоти, Математична модель, Нагрівання, Сушіння, Температура, Вологовміст, Нестаціонарний стан

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Бошкова, І. Л., Волгушева, Н. В., & Потапов, М. Д. (2019). Дослідження явищ теплопровідності при мікрохвильовому сушінні матеріалу. Refrigeration Engineering and Technology, 55(4), 205-210. https://doi.org/10.15673/ret.v55i4.1629
Розділ
ХОЛОДИЛЬНА ТЕХНІКА ТА ЕНЕРГОТЕХНОЛОГІЇ

Посилання

1. Lykov, A. V. (1967) Teoriya teploprovodnosti. M., Vysshaya shkola, 600.
2. Feng, H., Yin, Y., Tang, J. (2012) Microwave Drying of Food and Agricultural Materials: Basics and Heat and Mass Transfer Modeling. Food Engineering Reviews, 4, 2, 89-106.
3. Braginets, S. et al. (2018) Mathematical modeling of microwave-vacuum drying of vegetative mas. 17th International Scientific Conference Engineering for Rural Development: Jelgava, 585–591.
4. Thostenson, E. T., Chou, T. W. (1999) Microwave processing: fundamentals and applications. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 30, 9, 1055–1071.
5. Newnham, R. E., Jang, S. J., Xu, M. (1991) Fundamental interaction mechanisms between microwave and matter. Ceramic Transactions, 21, 23–48.
6. Hemis, M. et al. (2016) Modelling of microwave assisted hot-air drying and microstructural study of oilseeds. 4 Int. Journal Agriculture & Biologically Engineering, 9, 6, 167–177.
7. Campanone, L. A., Zaritzky, N. E. (2005) Mathematical analysis of microwave heating process. Journal of Food Engineering, 69, 359–368.
8. Hussein, K. Jobair. (2017) Analytical and Numerical Study of the Temperature Distribution for a Solid Sphere subjected to a Uniform Heat Generation. International Journal of Computer Applications, 168, 2, 30–37.
9. Kolesnychenko, N., Volgusheva, N., Boshkova, I. (2016) Аnalytical study of the processes of thermal conductivity at high intensity heating. East-European Journal of Enterprise Technology: Еnergy-saving technologies and equipment, 5, 8 (83), 26–31.
10. Boshkova, I. et al. (2019) Assessment of efficiency of drying grain materials using microwave heating. East-European Journal of Enterprise Technology: Еnergy-saving technologies and equipment, 1/8 (97), 78–86.

Найчастіше прочитані статті того самого автора (ів)