Análisis de simulación basado en modelos 3D del consumo de energía en el secado por aire caliente de granos de maíz

Para determinar el mecanismo de consumo de energía en el secado por aire caliente, simulamos los procesos interiores de transferencia de calor y masa que se producen durante el secado por aire caliente de un solo grano de maíz. Las simulaciones se basan en un modelo sólido 3D. El modelo sólido 3D se obtiene escaneando los granos de maíz con una máquina de TC médica de alta precisión. A continuación, las imágenes de TC se editan con los programas MIMICS y ANSYS para reconstruir el modelo tridimensional de cuerpo real de un grano de maíz. Como ecuaciones de gobierno del modelo teórico en seco se eligen la ecuación de conducción de calor de Fourier, la ecuación de difusión de Fick, el coeficiente de transferencia de calor y el coeficiente de difusión de masa. El software de cálculo, COMSOL Multiphysics, se utiliza para completar el cálculo de simulación. Se analiza la influencia de la temperatura y la velocidad del aire en los procesos de transferencia de calor y de masa. Los resultados muestran que la transferencia de masa domina durante el secado por aire caliente de granos de maíz. La temperatura y la velocidad del aire se eligen principalmente teniendo en cuenta los efectos de la transferencia de masa. Una velocidad baja reduce el consumo de energía.

Autores: Shiwei, Zhang; Ninghua, Kong; Yufang, Zhu; Zhijun, Zhang; Chenghai, Xu