۰۰۶/۰

۰۰۰/۰

۰۰۰/۰^ns

T*H*I*V_a*V_g

۱۲۰

۰۱/۰

۰۰۰۰۸۱۵/۰

۰۸۱۵/۰^ns

*: معنی دار در سطح ۹۵ درصد **: معنی دار در سطح ۹۹ درصد ns: غیر معنی دار
۴-۳-۱- اثر متقابل
اثر متقابل (دوگانه) همه پارامترهای به کار رفته در آزمایش معنی دار شده است. در زیر نمودارهای مربوط به اثر متقابل همراه با تفسیر آنها آورده شده است.
نمودار۴-۳۶- اثر متقابل دمای هوای خشک کننده و سرعت حرکت محصول (v_g)
در نمودار ۴- ۳۶ اثر متقابل دمای هوای خشک کننده و سرعت حرکت محصول نشان داده شده است. در این نمودار، v_g1 بیشترین سرعت حرکت محصول، v_g3 کمترین سرعت حرکت محصول در داخل مخزن و v_g2 میانگین دو سرعت قبلی هستند. همان گونه که در جدول تجزیه واریانس مشاهده گردید، اثر متقابل این دو پارامتر معنی دار شد. از نمودار ۴-۳۶ نیز می توان به وضوح مشاهده کرد که شیب منحنی تغییرات رطوبت محصول نسبت به دمای هوای خشک کننده در سطوح مختلف سرعت حرکت محصول متفاوت است. با کاهش سرعت حرکت محصول درون بستر، اثر کاربرد دمای بالای هوای خشک کننده بیشتر شده است. می توان چنین تفسیر نمود که با کاهش سرعت حرکت محصول درون خشک کن، دانه ها مدت زمان بیشتری در معرض دمای هوای خشک کننده قرار گرفته و لذا شیب نرخ خشک شدن افزایش خواهد یافت.
در نمودار ۴-۳۷، اثر متقابل دمای هوای خشک کننده و ارتفاع نمونه برداری نشان داده شده است. در این نمودار، منحنی H₁ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی دانه های بالای مخزن، H₂ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی دانه های پایین تر مخزن و به همین ترتیب H₆ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی پایین ترین دانه های داخل مخزن هستند. مشاهده می شود، که با افزایش عمق نمونه برداری (نمونه های نزدیک به خروجی از خشک کن) اثر کاربرد دمای هوای خشک کننده بیشتر شده است. البته اختلاف بین رطوبت دانه ها در ارتفاع ۲ و ۳ از بالای مخزن، بیشتر از سایر ارتفاع های نمونه برداری می باشد. چنین می توان برداشت کرد که از ارتفاع ۳ به بالا ( ۲و۱) پتانسیل خشک کردن هوای خشک کننده بسیار کمتر شده است. همچنین از این منحنی ها می توان متوجه شد که با افزایش دمای هوای خشک کننده از ۶۰ به ۷۰ درجه، شیب تغییرات رطوبت محصول نسبت به حالتی که دمای هوای خشک کنده از ۵۰ درجه سلسیوس به ۶۰ درجه سلسیوس حرکت نماید، بیشتر شده است.
نمودار ۴-۳۷- اثر متقابل دمای هوای خشک کننده و ارتفاع نمونه برداری از مخزن خشک کن
نمودار ۴-۳۸- اثر متقابل دمای هوای خشک کننده و نسبت ذرات بی اثر
در نمودار ۴-۳۸، اثر متقابل دمای هوای خشک کننده و نسبت کاربرد ذرات بی اثر آورده شده است.
همان گونه که مشاهده می شود، اثر کاربرد ذرات بی اثر در دماهای بالا بیشتر است. که کاملاً طبیعی است زیرا با افزایش دمای هوای خشک کننده نرخ گرم شدن ذرات بی اثر افزایش یافته و موجب گرم شدن سریعتر دانه ها و در نتیجه افزایش نرخ خشک شدن آن ها خواهد شد.
نمودار ۴- ۳۹- اثر متقابل دمای هوا خشک کننده و سرعت هوای خشک کننده
در نمودار ۴- ۳۹، اثر متقابل دو پارامتر دمای هوای خشک کننده و سرعت هوای خشک کننده آورده شده است. در این نمودار، سه سطح مختلف هوای خشک کننده با v₁ ، v₂ و v₃ نشان داده شده است. v₁ مساوی ۱ متر بر ثانیه، v₂ برابر ۲ متر بر ثانیه و v₃ مساوی ۳ متر بر ثانیه در لوله ورودی مخزن خشک کن می باشد. همان گونه که ملاحظه می شود، اثر کاربرد دماهای هوای خشک کننده بالاتر، در سرعت های بیشتر هوای خشک کننده افزایش می یابد. این امر را چنین می توان توجیه کرد که با افزایش سرعت هوای خشک کننده، حجم هوای عبوری از بستر محصول، افزایش یافته و موجب تهویه سریع تر هوای داخل خشک کن شده بنابراین اثر افزایش دمای هوای خشک کننده بیشتر خواهد بود.

نمودار۴-۴۰- اثر متقابل دو پارامتر سرعت هوای خشک کننده و ارتفاع نمونه برداری
در نمودار ۴-۴۰ اثر متقابل دو پارامتر سرعت هوای خشک کننده و ارتفاع نمونه برداری نشان داده شده است. در این نمودار، منحنی H₁ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی دانه های بالای مخزن، H₂ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی دانه های پایین تر مخزن و به همین ترتیب H₆ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی پایین ترین دانه های داخل مخزن هستند. با کاهش ارتفاع نمونه برداری، اثر کاربرد سرعت هوای خشک کننده بیشتر شده است. این موضوع به این دلیل می تواند باشد که با کاهش ارتفاع نمونه برداری، دانه ها بیشتر در معرض هوای خشک کننده قرار داشته و بنابراین نرخ خشک شدن آنها سریعتر می شود.
نمودار ۴- ۴۱- اثر متقابل نسبت کاربرد ذرات بی اثر و ارتفاع نمونه برداری
در نمودار ۴- ۴۱، اثر متقابل نسبت های مختلف کاربرد ذرات بی اثر و ارتفاع نمونه برداری نشان داده شده است. در این نمودار، منحنی H₁ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی دانه های بالای مخزن، H₂ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی دانه های پایین تر مخزن و به همین ترتیب H₆ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی پایین ترین دانه های داخل مخزن هستند. همان گونه که مشاهده می شود، با کاهش ارتفاع نمونه برداری، اثر کاربرد ذرات بی اثر نیز بیشتر شده است که کاملاً طبیعی است، زیرا با کاهش ارتفاع نمونه برداری، دمای هوای خشک کننده زیادتر شده و در نتیجه موجب سریعتر گرم شدن ذرات بی اثر و نهایتاً خشک شدن زودتر دانه ها می شود.
نمودار ۴- ۴۲- اثر متقابل سرعت حرکت محصول و ارتفاع نمونه برداری
در نمودار ۴- ۴۲، اثر متقابل دو پارامتر سرعت حرکت محصول داخل مخزن خشک کن و ارتفاع نمونه برداری نشان داده شده است. در این نمودار، منحنی H₁ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی دانه های بالای مخزن، H₂ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی دانه های پایین تر مخزن و به همین ترتیب H₆ نشان دهنده تغییرات نسبت رطوبتی پایین ترین دانه های داخل مخزن هستند. همان گونه که ملاحظه می شود، با کاهش ارتفاع نمونه برداری اثر کاربرد سرعت حرکت محصول بیشتر شده است. این موضوع به این دلیل می تواند باشد که در قسمت های پایین مخزن، هوای خشک کننده گرم تر بوده و قرار گرفتن دانه ها در مدت زمان بیشتر در معرض این هوای گرم اثر بیشتری دارد نسبت به حالتی که طی همان مدت زمان در معرض هوای با دمای کمتر(قسمت های بالای مخزن) باشد. بنابراین در سرعت های کمتر محصول در داخل مخزن خشک کن، اختلاف رطوبت در ارتفاع های مختلف مخزن، بیشتر می باشد.
نمودار ۴-۴۳- اثر متقابل سرعت حرکت محصول درون مخزن و نسبت ذرات بی اثر
در نمودار ۴- ۴۳، اثر متقابل سرعت حرکت محصول درون مخزن و نسبت کاربرد ذرات بی اثر نشان داده شده است. در این نمودار، v_g1 بیشترین سرعت حرکت محصول، v_g3 کمترین سرعت حرکت محصول در داخل مخزن و v_g2 میانگین دو سرعت قبلی هستند. همان گونه که مشاهده می شود، شیب منحنی های مختلف با همدیگر متفاوت است. در سرعت های کمتر حرکت محصول درون مخزن خشک کن، اثر کاربرد ذرات بی اثر، بیشتر خواهد بود. این از آن رو است که در سرعت های کمتر حرکت محصول، مدت زمانی که ذرات بی اثر در معرض هوای خشک کننده قرار دارند، بیشتر شده و لذا موجب گرم شدن سریعتر دانه ها و افزایش نرخ خشک شدن خواهند شد.
نمودار۴-۴۴- اثر متقابل دو پارامتر سرعت هوای خشک کننده و سرعت حرکت محصول درون مخزن
در نمودار ۴-۴۴، اثر متقابل پارامترهای سرعت هوای خشک کننده و سرعت حرکت محصول درون مخزن آورده شده است. در این نمودار، v_g1 بیشترین سرعت حرکت محصول، v_g3 کمترین سرعت حرکت محصول در داخل مخزن و v_g2 میانگین دو سرعت قبلی هستند. همان گونه که ملاحظه می شود، با کاهش سرعت حرکت محصول درون مخزن، اثر کاربرد سرعت هوای خشک کننده بیشتر خواهد شد. این شاید از آن رو باشد که با کم شدن سرعت حرکت محصول، مدت زمانی که دانه ها در معرض هوای خشک کننده قرار می گیرند، بیشتر شده و لذا اثر افزایش سرعت هوای خشک کننده بر نرخ خشک شدن دانه ها بیشتر خواهد شد.
نمودار۴-۴۵- اثر متقابل سرعت هوای خشک کننده و نسبت کاربرد ذرات بی اثر
در نمودار ۴-۴۵، اثر متقابل کاربرد ذرات بی اثر و سرعت هوای خشک کننده آورده شده است. در این نمودار، سه سطح مختلف هوای خشک کننده با v₁ ، v₂ و v₃ نشان داده شده است. v₁ مساوی ۱ متر بر ثانیه، v₂ برابر ۲ متر بر ثانیه و v₃ مساوی ۳ متر بر ثانیه در لوله ورودی مخزن خشک کن می باشد. همان گونه که ملاحظه می شود، با افزایش سرعت هوای خشک کننده، تاثیر کاربرد ذرات بی اثر بیشتر می شود. این پدیده را چنین می توان تفسیر نمود که با افزایش سرعت هوای خشک کننده، ضریب همرفتی هوا افزایش داشته و لذا موجب گرم شدن سریعتر ذرات بی اثر شده در نتیجه نرخ خشک شدن بیشتر خواهد شد.
همچنین اثر متقابل سه گانه سه پارامتر دما، سرعت هوای خشک کننده و ارتفاع نمونه گیری معنی دار شده است. احتمالاً باید به این دلیل باشد که اثر متقابل بین دو پارامتر سرعت و دمای هوای خشک کننده در ارتفاع های مختلف مخزن، متفاوت باشد.
۴-۴- تحلیل ابعادی
همان طور که در فصل گذشته بیان گردید، در این تحقیق برای انجام شبیه سازی فرایند خشک شدن دانه های ذرت در خشک کن پیوسته ساخته شده، از روش تحلیل ابعادی استفاده شد. در این راستا، ۶ گروه بی بُعد به ترتیب زیر شناسایی و برای کاربرد در فرمول نهایی خشک کن مورد استفاده قرار گرفتند:
π_۱=MR, π_۲= Ṁ_a/ Ṁ_og , π_۳= Ṁ_i/g , π_۴=T_e/T_t , π_۵=K_ave/K_a , π_۶=h/H
که π_۱ وابسته و مابقی گروه ها مستقل هستند.
در این روابط:
MR=M/M₀ (۴-۱)
M₀: رطوبت اولیه دانه ذرت (برمبنای تر)، M: رطوبت دانه ذرت (برمبنای تر)، Ṁ_a: نرخ جریان جرمی هوای خشک کننده ورودی به خشک کن (کیلوگرم بر ثانیه)، Ṁ_og: نرخ جریان جرمی دانه خروجی از خشک کن (کیلوگرم بر ثانیه)، Ṁ_i/g: نسبت نرخ جریان جرمی ذرات بی اثر ورودی به مخزن به دانه ورودی به مخزن
T_e: زمان سپری شده از شروع فرایند خشک شدن(ثانیه)، T_t: کل زمان فرایند خشک شدن (ثانیه). K_ave: دمای متوسط هوای درون خشک کن (درجه سلسیوس)، K_a: دمای هوای ورودی به خشک کن (درجه سلسیوس)، h: ارتفاع نمونه برداری درون مخزن (متر) از پایین ، H: ارتفاع کل مخزن (متر).
تغییرات π ترم وابسته در برابر هر کدام از π ترم های وابسته در نمودارهای زیر نشان داده شده است.
نمودار۴-۴۶- تغییرات π ترم وابسته در برابر _۲π ، با ثابت نگه داشتن سایر پارامترها
در نمودار ۴-۴۶، بهترین خط عبوری از داده های بدست آمده از آزمایش، بر اساس رگرسیون بدست آمده است. که این معادله نشان دهنده رابطه بین π ترم وابسته (_۱π) و _۲π ترم مستقل، در حالی که سایر π ترم ها ثابت بمانند، می باشد. همان گونه که در نمودار بالا نشان داده شده است، بهترین خط، برای اولین متغیر مستقل نسبت به متغیر وابسته (در حالی که سایر متغیرها ثابت باشد،) به صورت زیر است:
که تابع مذکور به شکل لگاریتمی بدست آمد: