CC BY
9
МОДЕЛЬ МАССОПЕРЕНОСА ПРИ СУШКЕ В РЕЖИМЕ
ПРЯМОТОКА И ПРОТИВОТОКА
1 2
Рахматов И.И. , Толибова О. Email: Rakhmatov696@scientifictext.ru
1Рахматов Илхом Исматович - кандидат технических наук, доцент, 2Толибова Ойгул - магистрант, кафедра физики, физико-математический факультет, Бухарский государственный университет, г. Бухара, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье математически исследуется режим сушки пряной зелени при массопереносе в условиях прямотока и противотока. Приведена схема и математический расчет сушильных установок для сушки пряной зелени. Рассчитано влагосодержание сушильного агента и скорость сушки в сушильных камерах. Даны рекомендации для проектирования сушильных установок, учитывая массоперенос в условиях прямотока и противотока. Неравномерность скорости сушки, которая в реальной сушильной камере, может быть, в получаемых решениях не учитывается. Ключевые слова: скорость сушки, прямоток, противоток, режим сушки.
MODEL OF MASS TRANSFER FOR DRYING IN FORWARD AND
COUNTERFLOW MODE 12 Rakhmatov I.I. , Tolibova O.
1Rakhmatov Ilkhom Ismatovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; 2Tolibova Oygul - Master's Student, DEPARTMENT OF PHYSICS, FACULTY OF PHYSICS AND MATHEMATICS, BUKHARA STATE UNIVERSITY, BUKHARA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the article mathematically investigates the drying mode of spicy greens during mass transfer in the conditions of direct flow and counterflow. The scheme and mathematical calculation of drying plants for drying spicy herbs are given The moisture content of the drying agent and the drying rate in the drying chambers are calculated Recommendations are given for the design of drying plants taking into account mass transfer in conditions of direct flow and counter flow. Unevenness of the drying speed, which in a real drying chamber, may be, is not taken into account in the resulting solutions. Keywords: the speed of drying, co-current flow , countercurrent flow, the drying mode.
УДК 662.997
Для исследования влияния режимных параметров сушки и способа организации движения сушильного агента на продолжительность сушки можно использовать математическую модель на базе закономерностей массопереноса влаги из влажного материала во влажный воздух. Эта модель более предпочтительна, поскольку при малоинтенсивных процессах практически отсутствуют затраты энергии на нагрев материала. Конвективно-радиационные энергоподвод при низких температурах излучающей поверхности может рассматриваться согласно закону аддитивности [1-21].
Камерная сушилка периодического действия может быть конструктивно устроена так, что сушильный агент движется вдоль тонкого слон дисперсного материала, т.е. система «сушимый материал-сушенный агент» может рассматриваться как камера идеального вытеснения. При расчете кинетики сушки и анализе влияния на неё различных параметров возможно использование кинетических моделей, базирующихся на закономерностях массопереноса.
Для элемента длины йх материальный баланс по испаренной влаге запишется:
й2 йсо
йх йх
Интегрирование этого выражения в пределах от входа сушильного агента до сечения х даёт результат:
— = в(со1 — со)
или
1 = 11+^-(о 1 — о ) (1)
Используя кинетическую модель, описывающую кинетику сушки через обобщенную скорость сушки N * в любом периоде сушки, записывают:
йш йт
= N'N
Поскольку движущая сила вдоль поверхности сушки непрерывно меняется, то её текущее значение N можно определить через значение скорости сушки на входе сушильного агента и изменения его состояния по длине:
1п-
N = Л^-
1п
,Р8-Рп РВ~Р5
Р<5 ~ Р^ Ра-Р.
С учетом (1), получим:
йы _ 25 (<0! - ш)
йт 1 —
Вводя принятые в этом случае переменные
СО — СОр V =-—:
получим:
со,, — со„
СОк - СОр
К, — ■
С I
__ <1)к - шр ~ I ~ 1,-1
шк - шр
■ = Дт
йы _ 25 (- ш)
йт 1 —
Интегрируя это выражения, получим для прямотока, при наличии I и II периодов сушки:
дх> г "2 —дх>
Кг„р = Х^гТ
■ +
Г"2
Л 1
ДС^-у)] Л - «(V! - 17) ]
Если предположить, что изменение № линейно, то:
NI' = 1 NI'I = V
Тогда окончательно имеем
"1 дх> г "2 —дх>
Кг„р = Х^т
■ +
ДС^-У)] Л - «(V! - 17) ]
Для случая, когда, безразмерное влагосодержание
1 1
Кг = —1п --—--
г й [1 - й(г?! - г?2)
Для случая ( получим:
Кгпр 1 - Яъ
1п
р^! - ЯО?! - р2)]
При решении обратной задачи - задачи поиска влагосодержания, которое будет достигаться при сушке определенной продолжительности, будет иметь: упр = [Кг - Кг(1)]еХр[-(1 - Д^)] Безразмерное текущее влагосодержание в этом случае запишется:
1 + Дг?2
= п I Г/1 I п Л ^ Г1 + Й172 [Кг — Кг(1)]} Д + [(1 + Д- Д]ехр) (1 + д^2) _ Д )
Для случая уг > 1 , г2 > 1 и V > 1 получаемые решения имеют вид: 1-Д(1-г>2) г1-Д(г>-г>2)
гпв Д и-ДС^-иг)
ига, = ¿{(1 + Иу2) - [(1 + ИУ2) - Д^ехр [т^У}
Если безразмерное влагосодержание удовлетворяет условию V < 1 при этом у2 <1, у1 « 1, то:
1-Д(1-г>2) (Ч[1-Д(г>-г>2)] гпв 1 + Иу2 \у[1 - И(у1-у2)] =_1^(1 +Дг>2)_
v1(l+Rv2)
(1 + RvJ - Rfr-vjexp {Jf^-д}
Список литературы /References
1. Boidedaev S.R., Dzhuraev D.R., Sokolov B.Y., Faiziev S.S. Effect of the transformation of the magnetic structure of a FeBO3:Mg crystal on its magnetooptical anisotropy // Optics and Spectroscopy. 107:4, 2009. Pp. 651.
2. Fayziyev Sh.Sh., Yo'ldosheva N.B. Changes occuring in ferromagnets by adding some mixture // Scientific reports of Bukhara State University. 4:1, 2020. Pp. 8-13.
3. Кобилов Б.Б., Ниёзхонова Б.Э. Технология оценки качества выполнения и степени усвоения лабораторного практикума по физике // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. № 2-2 (73), 2015. С. 104-107.
4. Кобилов Б.Б., Ниёзхонова Б.Э. Дидактические возможности «Инсерт» технологии на примере теоретических занятий по физике // Актуалъные проблемы гуманитарных и естественых наук. № 03 (74), 2015. C. 102-104.
5. Razhabov B.K., Abdullaev Z.M., Mirzaev S.M. Technique for calculating geometric dimensions of a greenhouse-type solar-based one-cascade apparatus for demineralizing water // Applied Solar Energy. 46 (4),, 2010. Pp. 288-291.
6. Ражабов Б.Х., Назаров Э.С., Собиров Ш.О. Способ определения геометрических рамеров теплицы // Наука и образование: проблемы, идеи, инновации, 2, 2018. C. 67-69.
7. Dzhuraev D., Niyazov L. Phase Transitions in a Non-Uniformly Stressed Iron Borate Single Crysta // Russian Physics Journal. 59:1, 2016. Pp. 130-133.
8. Atoyeva M.F. Use of Periodicity in Teaching Physics // Eastern European Scientific Journal. 4, 2017. Pp. 35-39.
9. Атоева М.Ф. Эффективность обучения электродинамике на основе технологии периодичности // Путь науки. 10, 2016. С. 65-66.
10. Назарова Ш.Э., Ниязхонова Б.Э., Назаров Э.С. Гелиотехнические концентрирующие системы // 11:2, 2017., С. 9-10.
11. Astanov S., Niyazkhonova B.E. Luminescent properties of vitamins in monomeric and associated states in a polar solvent // Journal of Applied Spectroscopy. 55:5, 1991. Рp. 1103-1106.
12. Rakhmatov I.I. Investigations into kinetics of sun drying of herb greens // Applied solar energy. 31:5, 1995. Рp. 61-66.
13. Rakhmatov I.I., Komilov O.S. Intensification of process of dehydration of high-shrinkage materials // Applied solar energy. 28:5. 1992. Рp. 77-79.
14. Очилов Л.И., Абдуллаев Ж.М. Изъятие пресной воды из подземных грунтовых вод при помощи гелиоустановки водонасосного опреснителя // Молодой ученый. 10, 2015. С. 274-277.
15. Курбанов К., Очилов Л.И. Определение механических воздействий гидротехнических сооружений с помощью оптических волоконных датчиков // Молодой ученый. 10, 2015. С. 247-251.
16. Ochilov B.M., Narzullaev M.N. Increasing the efficiency of solar heat treatment of liquid foodstuffs with the help of reflecting systems // Applied solar energy, 1996. № 32 (3). Рp.78-79.
17. Насырова Н.К. Методика изучения квантовой механики в программе бакалавриата // Ученый XXI века. № 5-3, 2018. С. 72-74.
18. Kodirov J.R., Khakimova S..Sh, Mirzaev Sh.M. Analysis of characteristics of parabolic and parabolocylindrical hubs, comparison of data obtained on them // Journal of TIRE 2, 2019. Рp. 193-197.
19. Кодиров Ж.Р., Маматрузиев М. Изучение принципа работы устройстванасосного гелио-водоопреснителя // «Молодой ученый». 26, 2018. С. 48-49.
20. Ибрагимов С.С. Результаты испытания водоопреснителя парникового типа // «Молодой ученый», № 25 (159),, 2017., С. 67-68.
21. Ибрагимов С.С. Выбор поверхностей, ускоряющих естественную конвекцию в фруктосушилках, путем проведения // «Молодой ученый». № 25 (159), 2017. С. 66.
