logo móvil
Contáctanos

Efectos del núcleo roto en la transferencia de calor y humedad en el secado de maíz en lecho fijo utilizando un modelo CFD resuelto por partículas

Autores: Liu, Wenlei; Chen, Guixiang; Zheng, Deqian; Ge, Mengmeng; Liu, Chaosai

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

Descargar PDF

Acceso abierto

Artículo científico
2023

Efectos del núcleo roto en la transferencia de calor y humedad en el secado de maíz en lecho fijo utilizando un modelo CFD resuelto por partículas


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales

Palabras clave

Granos
Proceso de secado
Secado de maíz en lecho fijo
Tasa de granos rotos
Porosidad
Distribución del flujo de aire

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 31

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para investigar la distribución de la estructura de poros y la transferencia de calor y humedad acopladas durante el proceso de secado de los granos, este estudio se centra en el secado de maíz en lecho fijo con diferentes niveles de tasa de granos rotos. Se estableció un modelo de flujo interno y transferencia de calor y masa conjugada para el proceso de secado. Se generaron modelos de empaquetamiento aleatorio de granos de maíz enteros y medio granos con diferentes proporciones utilizando dinámica de cuerpo rígido (RBD), y se analizaron la porosidad, la distribución del flujo de aire y el acoplamiento de la transferencia de temperatura y humedad en lechos fijos con diferentes niveles de tasa de granos rotos. Se desarrolló un dispositivo de secado de maíz en lecho fijo, y se estudiaron los efectos de los contenidos de partículas rotas del 0%, 10%, 20% y 30% en las características de secado. Los hallazgos de la investigación revelan que la porosidad radial en el lecho fijo muestra una distribución oscilante, con la porosidad localizada disminuyendo a medida que aumenta la tasa de granos rotos. El aumento de la tasa de granos rotos intensifica la curvatura de las trayectorias del flujo de aire dentro del lecho fijo, aumentando la caída de presión en el lecho. Los granos rotos llenan los espacios entre los granos enteros, mejorando la uniformidad de la distribución de la velocidad dentro del lecho fijo. Bajo varios modelos de empaquetamiento, la discrepancia promedio entre la caída de presión obtenida de las simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional resuelta por partículas (PRCFD) con los experimentos sigue siendo inferior al 15%. El aumento en la tasa de granos rotos dentro del lecho fijo amplía el área de transferencia de calor, lo que resulta en un aumento de los parámetros característicos de transferencia de calor durante el secado. Simultáneamente, la tasa de granos rotos aumenta el área de transferencia de masa, mejorando así la tasa de transferencia de humedad dentro del lecho fijo. En comparación con el lecho fijo sin granos rotos (0%), que requiere 560 minutos para secar la pila de maíz a una humedad segura del 14% (b.s.), el tiempo de secado se reduce en 60 minutos, 100 minutos y 130 minutos para los respectivos contenidos de granos rotos del 10%, 20% y 30%, respectivamente. El método PRCFD simula con éxito los procesos de transferencia de calor y masa convectiva en la fase fluida y la difusión térmica y de masa en la fase sólida, mostrando una fuerte correlación con los datos experimentales.

Otros recursos que podrían interesarte

Temas Virtualpro