مدل‌سازی انتقال حرارت و جرم در طول خشک کردن ۲۰۲۱
Heat and Mass Transfer Modelling During Drying 2021

اغلب خشک‌کن‌های مرسوم از گرمایش تصادفی برای خشک کردن مواد مختلف استفاده می‌کنند، بدون اینکه به حساسیت حرارتی و نیازهای انرژی آن‌ها توجهی داشته باشند. در نهایت، برای دستیابی به یک محصول خشک‌شده با کیفیت پایین، مصرف انرژی بیش از حد ضروری می‌شود. مدل‌سازی مناسب انتقال حرارت و جرم، قبل از طراحی یک سیستم خشک‌کن برای مواد غذایی منتخب، می‌تواند بر این مشکلات غلبه کند. مدل‌سازی انتقال حرارت و جرم در طول خشک کردن: رویکردهای تجربی تا چندمقیاسی به طور گسترده به مسئله پیش‌بینی مصرف انرژی از طریق شبیه‌سازی انتقال حرارت و جرم می‌پردازد.

یک مدل ریاضی جامع می‌تواند به ارائه بینش مناسب در مورد پدیده‌های انتقال زیربنایی در داخل مواد در طول خشک شدن کمک کند. با این حال، خشک کردن مواد متخلخل مانند مواد غذایی یکی از پیچیده‌ترین مسائل در زمینه مهندسی است که ماهیت چندمقیاسی نیز دارد. از منظر مدل‌سازی، پدیده‌های انتقال حرارت و جرم را می‌توان با استفاده از مدل‌سازی تجربی تا چندمقیاسی پیش‌بینی کرد. با این حال، روش‌های شبیه‌سازی چندمقیاسی می‌توانند درک جامعی از فیزیک خشک کردن مواد غذایی ارائه دهند.

ویژگی‌های کلیدی

* شامل بحث مفصلی در مورد خواص موادی است که برای پدیده‌های خشک کردن مرتبط هستند.
* ارائه بحثی عمیق در مورد فیزیک زیربنایی خشک کردن با استفاده از محتوای بصری مفهومی.
* ارائه فرمول‌بندی مناسب مدل‌سازی ریاضی از رویکردهای تجربی تا چندمقیاسی.
* ارائه رویکردهای حل عددی برای مدل‌های ریاضی.
* ارائه چالش‌های احتمالی استراتژی‌های مختلف مدل‌سازی و راه‌حل‌های بالقوه.

هدف این کتاب بحث در مورد پیاده‌سازی تکنیک‌های مختلف مدل‌سازی از تجربی تا چندمقیاسی به منظور درک پدیده‌های انتقال حرارت و جرم است که در طول خشک کردن مواد متخلخل از جمله مواد غذایی، محصولات دارویی، کاغذ، مواد چرمی و موارد دیگر رخ می‌دهد.

Most conventional dryers use random heating to dry diverse materials without considering their thermal sensitivity and energy requirements for drying. Eventually, excess energy consumption is necessary to attain a low-quality dried product. Proper heat and mass transfer modelling prior to designing a drying system for selected food materials can overcome these problems. Heat and Mass Transfer Modelling During Drying: Empirical to Multiscale Approaches extensively discusses the issue of predicting energy consumption in terms of heat and mass transfer simulation.

A comprehensive mathematical model can help provide proper insight into the underlying transport phenomena within the materials during drying. However, drying of porous materials such as food is one of the most complex problems in the engineering field that is also multiscale in nature. From the modelling perspective, heat and mass transfer phenomena can be predicted using empirical to multiscale modelling. However, multiscale simulation methods can provide a comprehensive understanding of the physics of drying food materials.

KEY FEATURES

• Includes a detailed discussion on material properties that are relevant for drying phenomena
• Presents an in-depth discussion on the underlying physics of drying using conceptual visual content
• Provides appropriate formulation of mathematical modelling from empirical to multiscale approaches
• Offers numerical solution approaches to mathematical models
• Presents possible challenges of different modelling strategies and potential solutions

The objective of this book is to discuss the implementation of different modelling techniques ranging from empirical to multiscale in order to understand heat and mass transfer phenomena that take place during drying of porous materials including foods, pharmaceutical products, paper, leather materials, and more.