طراحی خشک‌کن خورشیدی با همرفت اجباری برای سبزی‌های برگی و ارزیابی عملکرد جمع‌کنندة انرژی خورشیدی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مکانیک ماشین‌های کشاورزی از دانشگاه تهران

2 استادیار دانشکده مهندسی بیوسیستم کشاورزی کرج

3 استادیار پژوهشگاه مواد و انرژی وزارت علوم، تحقیقات و فناور

چکیده

سبزی­های برگی با داشتن رطوبت بالا و بافت لطیف نسبت به فرآیند خشک کردن فوق‌العاده حساس­­اند.  خشک کردن آنها در خشککنهای صنعتی و همچنین با روشهای سنتی باعث افت کیفیت، آلودگی، و اتلاف محصول می‌شود.  این مشکلات و نیز ضرورت صرفه­جویی در مصرف انرژی‌های فسیلی، استفاده از خشککنخورشیدی را برای سبزی­ها بسیار توجیه­پذیر می‌سازد.  خشککن خورشیدی طراحی شده از نوع پخشی (غیرمستقیم) همرفت اجباری با ظرفیت خشک کردن 10 کیلوگرم سبزی­ برگی تازه در یک روز تابستانیدر کرج است.  در محاسبات خشککن از مقادیر انرژی تابشی و ارقام هواشناسی کرج و نمودار رطوبت سنجی استفاده شد.  برای جا به جایی هوا در داخل خشککن از مکنده­ای کوچک استفاده شد که انرژی خود را از برق شبکة شهر (ولتاژ 220 ولت، فرکانس 50 هرتز) میگرفت.  برای گرم کردن هوا، از جمع­کنندة صفحه تخت پرهدار با مساحت مفید 83/1 متر مربع استفاده شد.  محفظه خشککن دارای دو سینی هر یک به ابعاد 5/0×1 متر (به مساحت نیم متر مربع) است.  ارزیابی جمع­کننده انرژی خورشیدی در اوایل آذرماه 1383 انجام شد.  در این آزمایش‌ها تلفات حرارتی جمع­کننده، بازده جمع­کننده، و تأثیر پره‌ها در افزایش انرژی مفید جمع­کننده مورد مطالعه قرار گرفت.  در حدود 82 درصد از کل تلفات حرارت جمع­کننده از طریق صفحه پوشش، 14 درصد از پشت جمع­کننده و 4 درصد از طریق سطوح جانبی جمع­کننده بود.  سهم هر پره در افزایش انرژی مفید جمع­کننده درحدود 7 درصد به دست آمد.  با توجه به بالا بودن درصد اتلاف حرارت از صفحة پوشش، جهت کاهش این اتلاف و افزایش بازده جمع­کننده، استفاده از طرح‌هایی مانند دوجداره کردن این صفحه یا صفحه پوشش پله‌ای ضروری است. 

کلیدواژه‌ها


1-      Almasi, M., Zomorodian, A. and Sahebi, Y. 2003. Using solar energy in common dill drying. Proceedings of the 1st Student Conference on Agricultural Machinery Engineering, May 8-9. Urmia University. 3-12. (In Farsi)

2-      Anon. 1993. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. ISIRI. No. 2458. Specification for Sweet Basil. 2nd Reprint. (In Farsi)

3-      Anon. 1997. Institute of Standards and Industrial Research of Iran. ISIRI. No. 3956. Dried Basil Specification. 1nd Reprint. (In Farsi)

4-      Anon, 2000. Resistance to airflow of grains, seeds, other agricultural products and perforated metal sheets. ASAE Standards. D272. 3. St. Joseph. MI.

5-       Ayensu, A. 1997. Dehydration of food crops using a solar dryer with convective heat flow. Solar Energy. 59, 121-126.

6-      Bleier, F. P. 1998. Fan handbook: selection, application and design. Mc Graw-Hill. N. Y. 

7-       Daugherty, R. L. and Franzini, J. B. 1977. Fluid mechanics with engineering applications.7th Ed. McGraw-Hill. N. Y.

8-      Demir, V., Gunhan, T. Yagcioglu, A. K. and Degirmencioglu, A. 2004. Mathematical modeling and the determination of some quality parameters of air-dried bay leaves. Biosystems Eng. 88 (3): 325-335.   

9-       Dilip, R., Pangavhane, Sawhney, R. L. and Sarsavadia, P. N. 2002. Design, development and performance testing of a new natural convection solar dryer. Energy. 27, 579-590.

10-   Duffie, J. A. and Beckman, W. A. 1991. Solar engineering of thermal processes. John Wiley & Sons. N. Y.

11-   Ekechukwu, O. V. and Norton, B. 1999. Review of solar-energy drying systems II: an overview of solar drying technology. Energy Conversion & Management. 40, 615-655.

12-  Holman, J. P. 1997. Heat transfer. 8th Ed. Mc Graw-Hill. N. Y.

13-  Ivanova, D. and Andonov, K. 2001. Analytical and experimental study of combined fruit and vegetable dryer. Energy Conversion & Management. 42, 975-983.

14-   Karim, M. A. and Hawlader, M. N. A. 2003. Development of solar air collectors for drying applications. Energy Conversion & Management. 45(3): 329-344.