بررسی تاثیر باد کرونا بر انتقال جرم و مصرف انرژی در فرآیند خشک‌کردن جسم مرطوب

در مقاله حاضر، خشک کردن یک جسم مرطوب در حضور و بدون حضور میدان الکتریکی به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای حل معادلات میدان‌های الکتریکی، جریان، دما و غلظت در فاز سیال و همچنین میدان‌های دما و رطوبت در جسم مرطوب از روش حجم محدود استفاده شده است. در این مطالعه، تاثیر پارامترهای موثر از قبیل ولتاژ اعمالی و آرایش الکترود تزریق کننده بر نرخ خشک کردن و همچنین مصرف انرژی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که در حضور میدان الکتریکی، با افزایش ولتاژ اعمالی از 18 کیلو ولت به 24 کیلو ولت رطوبت خروجی از جسم متختخل 3.78برابر و توان مصرفی پدیده الکتروهیدرودینامیک 7.96 برابر افزایش می‌یابد. همچنین مشاهده شده که نرخ خشک کردن با کاهش فاصله بین الکترود تزریق کننده و جمع کننده افزایش می‌یابد. مطابق نتایج عددی، افزایش انتقال جرم معمولاً با افزایش مصرف انرژی همراه می‌باشد؛ بنابراین مصرف انرژی ویژه به عنوان معیار نهایی مورد ارزیابی قرار گرفته شده است. قابل مشاهده می‌باشد که مقدار مصرف انرژی ویژه فرآیند خشک کردن با تغییر آرایش الکترود تزریق کننده به‌طور چشمگیری تحت تاثیر قرار گرفته است. در پایان نیز یک آرایش بهینه به عنوان آرایش مقرون به صرفه معرفی شده است.

Analysis of Corona Wind Effect on Mass Transfer and Energy Consumption in Drying of Moist Object

In this paper, drying of the moist object is numerically investigated in the forced convection with and without the electric field. Finite volume method is used to solve governing equations of electric, flow, temperature, and the concentration fields in flow phase, as well as the temperature and the moisture fields in the moist object. In this study, the effect of applied voltage and the arrangement of the emitting electrode are evaluated. The results indicated that in presence of electric field, the increment of the applied voltage for 18 kV to 24 kV, the mass transfer from porous object 3.78 times and power consumption 7.96 times are increased. It is also found that the drying rate is increased by decreasing the distance between the emitting and collecting electrodes. According to numerical results, the mass transfer enhancement is usually accompanied by penalty of electric energy consumption. Therefore, the specific energy consumption has been evaluated as final criterion. It is shown that the specific energy consumption of the electrohydrodynamic drying process has been remarkably affected by the changing of the emitter arrangements. Finally, an optimum arrangement has been introduced as the affordable arrangement.