شبیه‌سازی CFD و بررسی اثر زاویه بافل در فرآیند خشک کردن پنل‌های‌گچی

Abstract

به دلایل گوناگون از جمله ساختار نامناسب خشک‌کن­ های تونلی، خشک‌شدن یکنواخت در پنل‌ها اتفاق نمی‌افتد و نیاز به اصلاح ساختار جریان در این خشک‌کن‌ها وجود دارد. بافل‌ها از جمله تجهیزاتی هستند که با اضافه‌شدن به ساختار خشک‌کن، به بهبود فرآیند خشک‌کردن کمک می‌کنند. هدف از این پژوهش، تلاشی برای شناسایی یک طرح مفهومی در جهت بهبود جریان هوا برای خشک‌شدن یکنواخت­ تر پنل‌های‌گچی است. تاثیر زاویه قرارگیری بافل و تغییر در هندسه خشک‌کن بر کاهش فشار، توزیع جریان و توزیع دما به همراه میزان رطوبت جسم در سطح پنل­ ها در محفظه هوای گرم خشک ­کن، با استفاده از دینامیک‌سیالات‌محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش از بافل‌هایی به شکل مستطیل و با زاویه‌های گوناگون برای کمک به یکنواختی جریان استفاده شد. مدل realizable k-ε برای شبیه‌سازی جریان آشفته همراه با مدل‌سازی تعداد کم رینولدز (LRNM) و تابع دیواره برای منطقه لایه مرزی مورد استفاده قرار گرفت. زاویه بیشتر (90 درجه) باعث افزایش سرعت، اختلاط و یکنواخت تر شدن جریان هوای روی صفحه ­های پنل نسبت به حالتی که دارای بافل با زاویه کمتر (30 درجه) است، می‌شود. زاویه‌ی بیشتر بافل همچنین باعث افزایش مقدار فشار (179 درصد)، میانگین سرعت (150 درصد)، انرژی جنبشی تلاطم (11.5 درصد) نسبت به حالت بافل با زاویه کمتر در جریان شد. بافل با زاویه کمتر نیز در این طراحی باعث شد مقادیر رطوبت و رطوبت نسبی در سطح (برای بافل با زاویه 90 درجه در طول پنل 3.7952 درصد و برای بافل با زاویه 30 درجه مقدار 3.7828 درصد) به میزان بیشتری کاهش یابد، ولی یکنواختی ایجاد شده در رطوبت این طراحی نسبت به زاویه 90 درجه کمتر بود. این مطالعه منجر به ایجاد دانشی در مورد تاثیر بافل بر پارامترهای گوناگون جریان هوا در جهت بهبود محتوای یکنواخت رطوبت محصول می‌شود که می‌تواند در طراحی‌‌های آینده به بهینه‌تر شدن طراحی خشک‌ها بیانجامد.