تحليل اثر انرژي و اكسرژي در خشك‌كن خورشيدي با هواي اجباري براي ورقه‌هاي نازك گوجه‌فرنگي

Energy and exergy analyses of thin layer drying of tomato in a forced Solar Dryer

در تحقیق حاضر تحلیل انرژی و اكسرژی محفظۀ خشك‌كن خورشیدی آزمایشگاهی با هوای اجباری برای ورقه‌های نازك گوجه‏فرنگی صورت ‏گرفته است. خشك‏كردن در ضخامت‌های 5 و 7 میلیمتر و در دو سرعت هوای 5/0 متر‏ بر ‏ثانیه و 1 متر ‏بر ‏ثانیه صورت پذیرفت. در شرایط آزمایش دمای محیط بین 22 تا 36 درجۀ سلسیوس، رطوبت نسبی محیط بین 14 تا 50درصد و میزان تابش خورشیدی بین 150 تا 850 وات ‏بر ‏متر‏مربع متغیر بود. با استفاده از قوانین اول و دوم ترمودینامیك اثر متغیرهای خشك‌شدن روی مصرف انرژی، نسبت مصرف انرژی، اتلاف اكسرژی، و بازده اكسرژی بررسی شد. برای ورقه‏های گوجه‏فرنگی با ضخامت 5 میلیمتر در سرعت هوای 1 متر ‏بر ‏ثانیه محدودۀ تغییرات میزان انرژی مصرف‏شده 62/6 تا 72/152 وات، نسبت مصرف انرژی 02/0 تا 45/0 وات، میزان تلفات اكسرژی 42/2 تا 13/0 وات، و بازده اكسرژی در محفظۀ خشك‏كن خورشیدی 32 الی 80 به‌دست آمد. نتایج نشان می‏دهد كه افزایش سرعت هوای عبوری و كاهش ضخامت، نسبت مصرف انرژی و تلفات اكسرژی سیستم را كاهش و میزان بازده اكسرژی، مصرف انرژی سیستم را افزایش می‌دهد.

In this paper the energy and exergy analyses in chamber drying process of thin layer drying of tomato in a forced solar drying was investigated. The experiments were carried out with two thicknesses of 5 and 7 and two airflows 0.5 m.s-1 and 1 m.s-1. During the experimental process, ambient temperature was between 22 and 36 , air relative humidity between was 14 and 50, and solar radiation ranged from 150 to 850 W.m-2. The effects of drying variables on energy utilization, energy utilization ratio, exergy loss and exergy efficiency were studied by applying the first law of thermodynamics. In chamber drying at airflow of 1 m.s-1 and thickness of 5mm,the values of energy utilization, energy utilization ratio, exergy loss and exergy efficiency varied from 6.62 to 152.72W, 0.02 to 0.45, 2.42 to 32W and 32 to 80, Respectively. In addition, the results showed that both energy utilization rate and exergy loss efficiency of the drying chamber decreased with increasing drying mass flow rate and drying thickness while the exergetic efficiency and energy utilization of the drying chamber increased.