การศึกษาความเป็นไปได้ของสภาวะการอบแห้งด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

บทคัดย่อ

บทคัดย่อ

จุดประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อพิจารณาปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการกระจายอุณหภูมิและความชื้นของผลิตภัณฑ์ด้วยวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ในขอบเขตของการอบแห้งแบบการพาความร้อน ทำการศึกษาผลกระทบของตัวแปรต่อสภาวะการอบแห้ง 4 ตัวแปร คือค่าการนำความชื้น(km), สัมประสิทธิ์การส่งถ่ายมวล (hm), ค่าการแพร่ความชื้นที่ผิว (Dm) และ อัตราส่วนรูปทรง (AR) ซึ่งอยู่ในช่วง1.29x10-8 ถึง1.29x10-10 kg/m.s, 1.67x10-5 ถึง 1.67x10-7 kg/m2.s, 5x10-9 ถึง 5x10-11 m2/s และ 0.5 ถึง 2 ตามลำดับ ใช้อุณหภูมิในการอบแห้ง 135 0C ผลการศึกษาพบว่า ค่าการนำความชื้น และ ค่าการแพร่ความชื้นที่ผิว ไม่มีผลกระทบต่ออุณหภูมิภายในผลิตภัณฑ์ ส่วนการเพิ่มขึ้นของค่าการนำความชื้นและสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลมีผลทำให้การกระจายความชื้นในผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้น และ การเพิ่มขึ้นของค่าการแพร่ความชื้นที่ผิวไม่มีผลกระทบต่อการกระจายความชื้นในผลิตภัณฑ์ สุดท้ายอัตราส่วนรูปทรงเพิ่มขึ้นจะทำให้การกระจายอุณหภูมิและความชื้นเพิ่มขึ้น

คำสำคัญ: วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ การพาความร้อน การนำความชื้น สัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวล การกระจายความชื้นที่ผิว

Abstract

The purpose of the study was to consider the factors affecting the distributions of temperature and moisture of a product after drying using the finite element method with a convective boundary. The four parameters of this study were the moisture conductivity (km), mass transfer coefficient (hm), surface moisture diffusivity (Dm) and aspect ratio (AR) which are in the range of 1.29x10-8 to1.29x10-10 kg/m.s, 1.67x10-5 to 1.67x10-7 kg/m2.s, 5x10-9 to 5x10-11 m2/s and 0.5 to 2,respectively. The rather high drying temperature in this study was 135 0C. The results found that the effective moisture conductivity and surface moisture diffusivity does not affect the product temperature. However, the increase of moisture conductivity and mass transfer coefficient result in the increase of the moisture distribution of product. In addition,surface moisture diffusivity did not affect moisture distribution. Moreover, moisture and temperature distributions of a product are increased when the aspect ratios increased.

Keywords: Finite element method, Convective boundary, Moisture conductivity, Mass transfer coefficient, Surface moisture diffusivity