Contribution à la conception des séchoirs solaires à haute performance utilisant un outil de simulation couplé avec la méthode des plans d'expériences
No Thumbnail Available
Date
2021-06-11
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universty of Eloued جامعة الشهيد حمة لخضرالوادي
Abstract
ABSTRACT
Solar energy is a free and renewable source of energy that can be a suitable alternative to
using fossil fuels in drying applications. The solar dryers are one of the best solutions to avoid
the shortcomings of open sun drying and high energy consumption in industrial drying. Indirect
type solar dryer (ISD) is commonly used type for fruits and vegetables because it allows better
control of drying to achieve required temperature, retention of product color, nil damage to
crops. The quality of the dried products varies significantly with the uniformity of velocity and
temperature distribution in the drying chamber. Accordingly, optimizing the operating
conditions and the dryer design is of significant importance to improve the drying uniformity.
Moreover, the challenging step in the conception of solar dryers (SDs) is achieving a design
that enables uniform airflow distribution. Hence, a considerable number of experiments needed
to obtain the optimal SD design is extremely time-consuming as well as not efficient from an
economic point of view. CFD can be the key to optimize the geometric shape and operating
parameters with low cost and reduced time compared to physical experiments. At the optimal
conditions the solar air heater parameters were 52°C, 51.78% and 1397.34 W for the outlet
temperature, thermal efficiency, and improvement potential (IP) respectively. The ISD optimal
design improved the thermal efficiency by 15.76% and IP by 19.33%. The air temperature
uniformity was improved significantly, by 21.7 and 20.3%, for the mass flow rate of ṁ=0.0141
and 0.06 kg.s-1
, respectively, while it was marginally increased for ṁ=0.08 kg.s-1 خلاصة
الطاقة الشمسية هي مصدر مجاني ومتجدد للطاقة يمكن أن يكون بديلاً مناسبًا لها
استخدام الوقود الأحفوري في تطبيقات التجفيف. تعتبر المجففات الشمسية من أفضل الحلول التي يجب تجنبها
أوجه القصور في التجفيف بالشمس المفتوحة والاستهلاك العالي للطاقة في التجفيف الصناعي. غير مباشر
يشيع استخدام المجفف الشمسي من النوع (ISD) للفواكه والخضروات لأنه يسمح بشكل أفضل
التحكم في التجفيف لتحقيق درجة الحرارة المطلوبة ، والاحتفاظ بلون المنتج ، وعدم إتلافه
المحاصيل. تختلف جودة المنتجات المجففة اختلافًا كبيرًا مع توحيد السرعة و
توزيع درجة الحرارة في غرفة التجفيف. تبعا لذلك ، تحسين التشغيل
الظروف وتصميم المجفف لهما أهمية كبيرة لتحسين تجانس التجفيف.
علاوة على ذلك ، فإن الخطوة الصعبة في مفهوم المجففات الشمسية (SDs) هي تحقيق التصميم
التي تتيح توزيع تدفق الهواء بشكل موحد. وبالتالي ، هناك حاجة إلى عدد كبير من التجارب
إن الحصول على تصميم SD الأمثل يستغرق وقتًا طويلاً للغاية كما أنه غير فعال من ملف
وجهة نظر اقتصادية. يمكن أن يكون CFD هو المفتاح لتحسين الشكل الهندسي والتشغيل
المعلمات بتكلفة منخفضة ووقت أقل مقارنة بالتجارب الفيزيائية. على النحو الأمثل
كانت معاملات سخان الهواء الشمسي 52 درجة مئوية و 51.78٪ و 1397.34 واط للمخرج
درجة الحرارة والكفاءة الحرارية وإمكانات التحسين (IP) على التوالي. ISD الأمثل
حسّن التصميم الكفاءة الحرارية بنسبة 15.76٪ و IP بنسبة 19.33٪. درجة حرارة الهواء
تم تحسين الانتظام بشكل ملحوظ ، بنسبة 21.7 و 20.3٪ ، لمعدل تدفق الكتلة عند ṁ = 0.0141
و 0.06 كجم
، على التوالي ، بينما تمت زيادتها هامشيًا لـ ṁ = 0.08 كجم
Description
في العلوم التكنولوجيا énergétique أطروحة دكتوراه تخصص
Keywords
Key words: renewable energy; solar drying; solar air heater; CFD; indirect solar dryer; response surface methodology (RSM);, الكلمات الأساسية: الطاقة المتجددة ؛ التجفيف الشمسي سخان الهواء الشمسي CFD. مجفف شمسي غير مباشر منهجية سطح الاستجابة (RSM) ؛