Drying of Clay Slabs during the Falling Rate Period: Optimization and Simulation of the Process Using Diffusion Models

• DOI: 10.5539/jmsr.v2n2p1
• Publication Date: 2013-01-28T11:00:14Z
• Authors: Wilton Pereira da...; Cleide M. Diniz P...; Laerson Duarte da...; Vera Solange De O...
• Keywords: Composite material; Sustainable Earth Construction Materials and Techniques; Knowledge management; Utilization of Waste Materials in Construction and Ceramics; Convection; Mechanics; Agricultural and Biological Sciences; Diffusion; Engineering; 0404 agricultural biotechnology; Drying and Dehydration of Food Products; Diffusion process; Mass transfer; Moisture; Drying; Innovation diffusion; Moisture Buffering; Water content; Physics; Modeling; Life Sciences; Geology; Building and Construction; FOS: Earth and related environmental sciences; 04 agricultural and veterinary sciences; Computer science; Materials science; Process (computing); Geotechnical engineering; Operating system; Environmental health; Physical Sciences; Thermodynamics; Medicine; Falling (accident); Food Science

La transferencia de masa en losas de arcilla durante el secado se describe utilizando modelos de difusión con condiciones de límite de equilibrio (modelo 1) y convectivas (modelo 2). Los experimentos de secado utilizando aire caliente se realizaron para losas de arcilla con un contenido de humedad inicial de 0.11 (base seca, db) a 50, 60, 70, 80 y 90 ° C.Para este contenido de humedad inicial, el secado se produjo en la tasa de caída. Para las losas, las soluciones unidimensionales que se refieren a los modelos 1 y 2 se acoplaron a optimizadores para determinar los parámetros del proceso en cada temperatura. Por lo tanto, se pueden obtener ecuaciones para expresar estos parámetros en función de la temperatura del aire de secado. Los análisis de los procesos de secado han indicado que existe un buen acuerdo entre los resultados experimentales y las simulaciones correspondientes utilizando el modelo 2, para todas las temperaturas.<br/>Mass transfer in clay slabs during drying is described using diffusion models with equilibrium (model 1) and convective (model 2) boundary conditions.Drying experiments using hot air were performed for clay slabs with initial moisture content of 0.11 (dry basis, db) at 50, 60, 70, 80 and 90 °C.For this initial moisture content, drying occurred in falling rate.For the slabs, the one-dimensional solutions referring to models 1 and 2 were coupled to optimizers to determine the process parameters in each temperature.Thus, equations can be obtained to express these parameters as a function of the drying air temperature.The analyses of drying processes have indicated that there is a good agreement between the experimental results and the corresponding simulations using the model 2, for all temperatures.<br/>يتم وصف نقل الكتلة في ألواح الطين أثناء التجفيف باستخدام نماذج الانتشار ذات التوازن (النموذج 1) وظروف حدود الحمل الحراري (النموذج 2). تم إجراء تجارب التجفيف باستخدام الهواء الساخن لألواح الطين ذات محتوى الرطوبة الأولي 0.11 (أساس جاف، ديسيبل) عند 50 و 60 و 70 و 80 و 90 درجة مئوية. بالنسبة لمحتوى الرطوبة الأولي هذا، حدث التجفيف بمعدل انخفاض. بالنسبة للألواح، تم إقران الحلول أحادية البعد التي تشير إلى النموذجين 1 و 2 بالمحسنات لتحديد معلمات العملية في كل درجة حرارة. وبالتالي، يمكن الحصول على معادلات للتعبير عن هذه المعلمات كدالة لدرجة حرارة هواء التجفيف. أشارت تحليلات عمليات التجفيف إلى وجود اتفاق جيد بين النتائج التجريبية والمحاكاة المقابلة باستخدام النموذج 2، لجميع درجات الحرارة.<br/>Le transfert de masse dans les dalles d'argile pendant le séchage est décrit à l'aide de modèles de diffusion avec des conditions limites d'équilibre (modèle 1) et de convection (modèle 2). Des expériences de séchage à l'air chaud ont été effectuées pour des dalles d'argile avec une teneur en humidité initiale de 0,11 (base sèche, db) à 50, 60, 70, 80 et 90 °C. Pour cette teneur en humidité initiale, le séchage s'est produit à une vitesse décroissante. Pour les dalles, les solutions unidimensionnelles se référant aux modèles 1 et 2 ont été couplées à des optimiseurs pour déterminer les paramètres du processus à chaque température. Ainsi, des équations peuvent être obtenues pour exprimer ces paramètres en fonction de la température de l'air de séchage. Les analyses des processus de séchage ont indiqué qu'il existe un bon accord entre les résultats expérimentaux et les simulations correspondantes à l'aide du modèle 2, pour toutes les températures.<br/>