การศึกษาการถ่ายเทความร้อนภายในห้องอบแห้งสภาวะสูญญากาศด้วยวิธีไฟไนท์เอลิเมนต์

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาแบบจำลองการถ่ายเทความร้อนโดยใช้วิธีไฟไนท์เอลิเมนต์และการถ่ายความร้อนของผนังห้องอบแห้งกับวัสดุเกษตรด้วยเครื่องอบแห้งระบบสูญญากาศ เงื่อนไขการศึกษาคือ วัสดุที่ใช้เป็นพริกพันธุ์จินดา ความดันสูญญากาศ -15 cmHg. วิธีการศึกษาแบบจำลองของการถ่ายเทความร้อนจะใช้โปรแกรมทางไฟไนท์เอลิเมนต์วิเคราะห์ปัญหาการถ่ายความร้อนและการวิเคราะห์ทางทฤษฎีโดยกำหนดเงื่อนไขขอบเขตของแบบจำลองให้ความร้อนแก่แบบจำลองที่อุณหภูมิ 70, 80 และ 90 องศาเซลเซียส ตามลำดับ เวลาที่ใช้ในศึกษาการอบแห้ง คือ 6, 7 และ 8 ชั่วโมง ตามลำดับ ผลการศึกษาพบว่าแบบจำลองของการถ่ายเทความร้อนที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เวลาในการทดสอบ 7 ชั่วโมง เป็นแบบจำลองที่มีการกระจายของอุณหภูมิเหมาะสมที่สุด นำค่าที่ได้ทดสอบเพื่อเปรียบเทียบการถ่ายความร้อนของผนังห้องอบแห้งกับวัสดุเกษตรด้วยเครื่องอบแห้งระบบสูญญากาศ วิธีการศึกษาจะทดสอบที่อุณหภูมิ 3 ระดับ คือ 70, 80 และ 90 องศาเซลเซียส เวลาที่ใช้ในศึกษาการอบแห้ง คือ 6, 7 และ 8 ชั่วโมง ตามลำดับ โดยวัดอุณหภูมิของผนังและภายในห้องอบแห้งโดยใช้เทอร์โมคัปเปิ้ลวัดอุณหภูมิ 16 จุด หาค่าความชื้นสุดท้ายของพริก ผลการศึกษาพบว่าการถ่ายเทความร้อนที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เวลาในการทดสอบ 7 ชั่วโมง เป็นการถ่ายความร้อนที่เหมาะสมจะเห็นได้ว่าอุณหภูมิที่ผนังมีการกระจายตัวดีความชื้นสุดท้ายของพริกแห้งโดยเฉลี่ย คือ 13.37 % (wb.) ซึ่งใกล้เคียงกับค่ามาตรฐานของ มอก. คือ ความชื้นสุดท้ายต้องไม่เกิน 14 % (wb.) และมีเปอร์เซ็นต์การสูญเสียพริก 4.50 %

This thesis aims to study model of heat transfer using the finite element method and study heat transfer of walls of dryer and agricultural materials in the dryer vacuum system Experiments were performed on Jinda chilli under the vacuum pressure of –15 cmHg. Finite element program is used as a method to analyse heat transfer model and also a theoretical analysis by specified the temperature range of the heating model at 70C, 80C and 90C respectively. The duration of drying are 6 hours, 7 hours and 8 hours, respectively. All conditions are based on the selected standard dryer. The results show that the heat transfer model at 80C with 7 hours of heating time is the best suitable distribution of heat transfer compared to the other models. Base on simulation conditions, the experimental conditions for the vacuum drying oven are also 70C, 80C and 90C respectively. Also, time duration of the drying process are 6 hours, 7 hours and 8 hours, respectively. The temperature distribution were collected by using 16 thermocouples inside drying chamber. After evaluated the moisture content of Jinda chilli sample, the optimun temperature and drying time are 80C and 7 hours because the heat distribution from these conditions give the best result. The final moisture content of the sample is 13.37% (wb.), which close to the ISO standard (14% wb.), Accordingly the loss percentage of dried chili is 4.50 %