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

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.

cfd simulation and investigation of the effect of baffle angle in the drying process of gypsum boards

for various reasons, including the improper structure of tunnel dryers, uniform drying does not occur in the panels, and there is a need to correct the flow structure in these dryers. baffles are among the equipment that helps to improve the drying process by adding to the dryer structure. the purpose of this study is to attempt to identify a conceptual design to improve airflow for more uniform drying of gypsum panels. the effect of baffle angle and change in dryer geometry on pressure reduction, flow distribution and temperature distribution, and the moisture content of the body on the surface of the panels in the hot air chamber of the dryer was investigated using computational fluid dynamics. in this study, rectangular baffles with different angles were used to help the flow uniformity. the realizable k-ε model simulated turbulent flow with low reynolds number modeling (lrnm) and wall function for the boundary layer region. a higher angle (90 degrees) increases the speed, mixing and airflow on the panel plates compared to the case with a baffle with a lower angle (30 degrees). the higher angle of the baffle also increased the amount of pressure (179%), the average velocity (150%), and the kinetic energy of the turbulence (11.5%) compared to the baffle mode with a lower flow angle. the lower angle baffle in this design also caused the amount of moisture and relative humidity on the surface (for the 90 degrees angle baffle =3.7952% and for the 30 degrees angle baffle =3.7828%). still, the uniformity created in the humidity of this design was lower than the 90-degree angle. this study leads to the creation of knowledge about the effect of the baffle on various airflow parameters to improve the uniform moisture content of the product, which can lead to better optimization of drywall designs in future designs.