BazTech - Yadda

1

Heat and mass transfer in infrared assisted heat pump drying of purple yam

Kien Pham Van, Tan Nguyen Thanh, Nghia Pham Huu, Nguyen Van Tinh, Duc Le Anh, Hay Nguyen

Agricultural Engineering

|

2024

|

Vol. 28, No. 1

71--84

EN

This study focused on an engineering problem of heat and mass transfer in infrared (IR) assisted heat pump (HP) drying of purple yam including both a drying experiment and theory of heat and mass transfer mathematical equations. The experimental drying of yam by the IR assisted HP drying method was performed to evaluate the effect of IR power on drying rate and heating rate. The input drying parameters included the drying air temperature of 50°C, drying air velocity of 2.5 mˑs-1 and IR power of 0, 300 and 350 W, in which, at the IR power of 0 W, the HPonly drying mode was performed. The experimental drying results showed that the IR assisted HP drying method could improve the drying rate and heating rate as compared to HP-only drying. At the IR power of 350 W, the drying time was the shortest (150 minutes), followed by the IR power of 300 W (210 minutes) and HP-only drying (300 minutes). The IR assisted HP drying obtained the high heating rate as the time required for the drying material to reach the drying temperature was about 35 and 25 minutes corresponding to the IR power of 300 and 350 W. While in HP-only drying, it took about 270 minutes for the drying material’s temperature to reach nearly the drying air temperature value. Besides, the comparison between the predicted data by numerically solving the heat and mass transfer equations and experimental drying data was also conducted. The analysis results indicated that the predicted data could be used to predict the experimental data accurately. The theoretical results of heat and mass transfer in the IR assisted HP drying process as well as experimental drying results would be the basis for improving the IR assisted HP drying equipment to achieve the drying efficiency including the drying rate, quality of dried products, and energy consumption.

PL

Niniejsze opracowanie dotyczy problem wymiany ciepła i masy podczas suszenia pochrzynu skrzydlatego za pomocą pompy ciepła wspomaganej podczerwienią, w tym doświadczenia suszarniczego oraz teorii równań matematycznych wymiany ciepła i masy. Suszenie eksperymentalne pochrzynu za pomocą metody wspomaganej podczerwienią przeprowadzono w celu oceny wpływu mocy podczerwieni na szybkość suszenia i podgrzewania. Wejściowe parametry suszenia to temperatura powietrza suszenia wynosząca 50°C, prędkość temperatury suszenia 2,5 mˑs-1 oraz moc podczerwieni 0, 300 oraz 350 W, przy których, przy mocy podczerwieni wynoszącej 0W, przeprowadzono wyłącznie suszenie za pomocą pompy ciepła. Wyniki suszenia eksperymentalnego wykazały, że metoda suszenia wspomaganego podczerwienią mogła usprawnić prędkość suszenia i ogrzewania w porównaniu do metody wykorzystującej jedynie pompę ciepła. Przy mocy podczerwieni wynoszącej 350 W, czas suszenia był najkrótszy (150 min.), przy mocy 300 W (210 min.) oraz przy suszeniu pompą ciepła (300 min.). Suszenie wspomagane podczerwienią uzyskało wysokie tempo podgrzewania, ponieważ czas jaki materiał suszony potrzebował do osiągnięcia temperatury suszenia wynosił około 35 i 25 min. odpowiednio przy mocy podczerwieni wynoszącej 300 i 350 W. Podczas gdy, w suszeniu za pomocą pompy ciepła czas ten wynosił około 270 min. do momentu uzyskania przez materiał suszony temperatury suszącego powietrza. Ponadto, dokonano porównania danych przewidywanych przez rozwiązanie równań wymiany ciepła i masy z danymi suszenia eksperymentalnego. Wyniki teoretyczne mogłyby stanowić podstawę ulepszenia sprzętu suszącego wspomaganego podczerwienią w celu uzyskania wydajności suszenia w tym prędkości suszenia, jakości suszonych produktów oraz zużycia energii.

2

Drying Speed Testing of PES Fabric with Defined Moisture Management

Heinisch Tereza, Těšinová Pavla, Pološčuková Lucie

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2020

|

Vol. 28, no. 1 (139)

43--49

EN

This paper deals with the evaluation of the moisture management of woven polyester fabric in three basic weaves – plain, twill and satin. It details types of liquid management and evaluates fabric comfort in terms of liquid moisture transport, drying speed and the moisture management of resistivity. It discusses the relationship between moisture management and the drying time of textile structures. New equipment is defined for drying speed determination, and its schematic and principles are discussed in this paper. Because the methods have some limitations and matters of presumption, the necessary interpretation of results is also discussed.

PL

W artykule dokonano oceny zarządzania wilgocią tkaniny poliestrowej o trzech podstawowych splotach – gładkim, diagonalnym i satynowym. W pracy omówiono rodzaje zarządzania płynami i ocenę komfortu tkaniny pod względem transportu wilgoci w cieczy, prędkości suszenia i zarządzania odpornością na wilgoć. Przeanalizowano związek między zarządzaniem wilgocią a czasem schnięcia struktur tekstylnych. Zdefiniowano nowy sprzęt służący do określania szybkości suszenia, przedstawiono jego schemat i szczegółowo omówiono zasadę działania.

3

Tempo wysychania wilgoci technologicznej ze ścian zewnętrznych a efektywność energetyczna budynków

Witczak K.

Materiały Budowlane

|

2017

|

nr 1

62--64

4

Moisture Responded Transformable Property Of Intelligent Coolness Knitted Fabrics For Sportswear Clothings

Ah Kim H., Kim S.

Autex Research Journal

|

2017

|

Vol. 17, no. 3

250--258

EN

The present study examined the physical properties related to the intelligent coolness characteristics including the wearing comfort of Huvis elastic fiber (HEF) knitted fabrics. For this purpose, three kinds of covered filament yarn specimens, such as PET-HEF, Aerocool-HEF, and PET-spandex, were prepared, and their knitted fabric specimens were made using these covered yarn specimens. These knitted fabric specimens were dyed at different dyeing temperatures and times to analyze the dyeing characteristics. The moisture absorption rate, drying, and hygral expansion of the three kinds of knitted fabric specimens were measured and compared with the yarn characteristics to determine the wearing comfort of HEF knitted fabrics.

5

Czas wysychania ścian jednowarstwowych z wilgoci technologicznej

Kaczmarek A., Wesołowska M.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 3

52--53

PL

Ze względu na zaostrzone wymagania ochrony cieplnej współczesne ściany jednowarstwowe wymagają szczególnych rozwiązań materiałowych i znacznej grubości. Najczęściej wykonywane są z bloczków z autoklawizowanego betonu komórkowego o małej gęstości oraz pustaków z ceramiki poryzowanej. Ze względu na porowatą strukturę materiały te chłoną dużą ilość wilgoci technologicznej z robót wykończeniowych. W konsekwencji wydłużeniu ulega czas dochodzenia do poziomu wilgotności ustabilizowanej. Problematykę tę szczegółowo przeanalizowano w artykule z wykorzystaniem programu komputerowego WUFI® PRO 5.

EN

Due to tighter requirements for thermal protection the contemporary one-layer walls need special material solutions and significant thickness. The offered systems base mostly on autoclaved aerated concrete blocks of low density and aerated blocks of porized ceramics. Because of their structure these materials absorb much of technological moisture during finishing work. As a consequence the stabilised humidity period is increasing. This problem will be discussed by this article in detail.

6

Badania doświadczalne suszarni słonecznej osadów ściekowych – szybkość suszenia w funkcji parametrów wentylacji

Krawczyk P.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 87 [291], nr 1

37--44

PL

Suszarnie słoneczne osadów ściekowych stają się coraz popularniejszym rozwiązaniem stosowanym w małych i średnich oczyszczalniach ścieków jako element ich gospodarki osadowej. Pomimo tej coraz większej popularności, nieliczne są w literaturze prace opisujące procesy cieplno-przepływowe zachodzące w tego typu obiektach. Brakuje również zaleceń konstrukcyjnych oraz eksploatacyjnych dotyczących budowy suszarni słonecznych osadów. Jest to związane z bardzo wąskim gronem producentów, a także ze specyfiką tego typu obiektów, przejawiającą się dużym uzależnieniem od lokalnych uwarunkowań. W artykule wykorzystano podejście opierające się na pojęciu potencjału suszarniczego powietrza wentylacyjnego do analizy parametrów pracy suszarni słonecznej osadów. Wyznaczono m.in. zależności na szybkość suszenia w funkcji temperatury i wilgotności powietrza wentylacyjnego. Podstawę prowadzonych analiz stanowiły dane doświadczalne zebrane w czasie eksploatacji badawczej suszarni słonecznej osadów ściekowych zlokalizowanej w oczyszczalni w Skarżysku-Kamiennej.

EN

Solar sewage sludge dryers are becoming increasingly popular solution used in small and medium-sized sewage treatment plants as part of their sludge management. Despite their growing popularity, there are few works in the literature concerning the description of thermal and flow processes occurring in this type of facilities. There is also lack of design and operational recommendations for the construction of solar drying of sludge. It is associated with a very small group of producers as well as their high dependence on local conditions. The article uses an approach based on the concept of ventilation air drying potential, for the analysis of dryer work – prediction of evaporation rate as a function of the temperature and humidity of the ventilation air. The analyzes were based on experimental data collected during the test operation of solar drying of sewage sludge located in Skarżysko-Kamienna (Poland).

7

Wpływ wybranych parametrów termodynamicznych osłony konwekcyjnej na efektywność procesu suszenia papierów higienicznych

Klepaczka A

Przegląd Papierniczy

|

2013

|

R. 69, nr 2

119--123

PL

Wartości wskaźników intensywności procesu suszenia oraz jednostkowego zużycia energii mają istotne znaczenie w strukturze kosztów produkcji papierów na maszynach typu „tissue”. W wielu publikacjach polskich i obcojęzycznych zagadnienie efektywności procesowej i energetycznej było dotychczas analizowane i opisywane (1-4) w sposób nie w pełni przydatny dla wielu użytkowników maszyn tissue. Wiąże się to z dosyć skomplikowanymi zależnościami procesów wymiany ciepła i masy występujących w układzie kontaktowokonwekcyjnym stanowionym przez cylinder Yankee i osłonę konwekcyjną. Dynamiczne działanie osłon i wzrost wskaźnika udziału w procesie suszenia sprzyja ich rozwojowi konstrukcyjnemu i powodzeniu w stosowaniu na coraz szybszych maszynach papierniczych. Osłony konwekcyjne w maszynach tissue powodują, że proces suszenia (łącznie z prasowaniem i krepowaniem wstęgi) na cylindrze Yankee może być zrealizowany w stosunkowo krótkim czasie, tj. ok. 0,3-0,6 s. W oparciu o wyniki bilansów masowych i energetycznych, opracowanych przez Roundsa i Wedela (5), przedstawiono wpływ zawartości wilgoci (pary wodnej) w powietrzu wypływającym z dysz osłony konwekcyjnej na intensywność procesu suszenia tissue oraz jego energochłonność. Przedstawiono również inne zależności dotyczące zmian obu wskaźników, a także zależności między poborem mocy do napędu wentylatorów a niektórymi parametrami technologicznymi i konstrukcyjnymi osłony. Prezentowane trendy zmian i graniczne wartości analizowanych wskaźników mogą być przydatne dla celów optymalizowania układu suszącego cylinder Yankee-osłona w wielu maszynach tissue.

EN

Values of drying intensity rates and specific energy consumption are of great importance in cost structure of paper production on tissue machines. Many Polish and foreign-language publications have discussed energy and process effectiveness in analytical way (1-4) which is not very useful for tissue machine users. It is connected with quite complicated relationship of heat and mass exchange in a contact and convection unit in the form of a Yankee cylinder and a convection hood. Dynamic operation and growing role in drying process make the hoods develop their construction and be used successfully on faster and faster paper machines. The convection hoods in the tissue machines accelerate the drying process (including pressing and creping) on the Yankee cylinder and it can be carried out in very short time ranging from around 0.3 to 0.6 s. Based on results of mass and energy balances developed by Rounds and Wedel (5), an effect of moisture content (steam) in air flowing out of nozzles of the convection hood on tissue drying intensity and energy consumption were presented. Also other relationships concerning changes in both rates were presented as well as relationships between power consumption for fan drive and some technological and construction parameters of the hood. Presented trends and boundary values of analyzed rates can be helpful when optimizing the drying unit – the Yankee cylinder and the convection hood - in many tissue machines.

8

Kinetics of hardening and drying of ceramic moulds with the new generation binder – colloidal silica

Zych J., Kolczyk J.

Archives of Foundry Engineering

|

2013

|

Vol. 13, iss. 4

112--116

EN

The influence of selected factors on drying ceramic moulds applied in the investment casting technology was determined by the gravimetric method. Moulds produced of ceramic sands based on the new generation binders – colloidal silica, were investigated. It was found that each successive layer, of a similar thickness, is drying longer than the previous one. The drying time of layers forming closed spaces is several times longer as compared with drying open surfaces (external). Grain size of matrix used for moulds sprinkling has none significant influence on drying rates.

9

Drying Behaviour of ZrOCl2 Solution Droplet in ZrO2 Fine Particles Production by Spray Pyrolysis

Kobayashi J., Itaya Y., Matsuda H., Hasatani M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2000

|

Vol. 48, nr 3

383-397

EN

The difference of the mechanism to yield either dense or hollow particles may be caused rather at the stage prior to decomposition in the sequential steps because any structural change is not possible except for stress-induced strain and crack once a solid is formed. The stage of solidification and drying of the droplets plays an important role to determine the structure of the final particles in SPM. In this paper, the drying behaviour of atomized droplets of zirconium oxychloride solution is discussed in comparison between the experimental result and theortical analysis. The drying behaviour of the droplets with contraction is simulated assuming uniform temperature and concentration in droplets and surface evaporation. The hollow particles more than [formula] are experimentally observed in the obtained particles for any conditions. Drying of the atomized droplets is predicted to complete in 20-50 msec from atomizing into the reactor by theoretical analysis and the drying rate is very large. Because of the large drying rate, the concentration distribution in the droplet is formed so that the shell on the droplet surface is formed. The shell on the droplet surface is often broken by the vapour pressure and/or thermal stress with a rise in temperature. Hence the hollow spheres and the small fragments are yielded.

10

Suszenie wytłoków z jabłek w złożu fontannowym z udziałem materiału inertnego

Peroń S., Kamiński E., Szarycz M.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

1999

|

R. 7, nr 1

59-66

PL

Przeprowadzono na skalę laboratoryjną doświadczenie nad suszeniem wytłoków z jabłek w złożu fontannowym z udziałem materiału inertnego. Suszenie prowadzono przy temperaturze czynnika suszącego 80 stopni C, jego prędkości 6,8 m/s oraz zmiennym stosunku powierzchni kul inertu do masy surowca wynoszącego odpowiednio: 0,314 m2/kg, 0,424 m2/kg oraz 0,534 m2/kg. Określono wpływ udziału kul inertu w komorze na szybkość suszenia oraz wartość średniego strumienia wilgoci z jednostki objętości komory suszenia.

EN

An experiment with the apple pomace drying in a fountain bed including inert material balls was carried out under laboratory conditions. The drying process was conducted at drying agent temperature 80 degree of C, its flow velocity 6,8 m/s and at differentiated ratio of inert ball surface to the mass of raw material amounting respectively 0.314 m2/kg, 0.424 m2/kg and 0.534 m2/kg. The effect of inert balls occuring in the chamber on the rate of drying and on the value of average moisture flux per unit of drying chamber volume, were detrmined.

11

Mechaniczna obróbka pokosu podczas zbioru zielonek w celu zwiększenia szybkości ich suszenia

Pintara Cz.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

1999

|

R. 7, nr 1

35-42

PL

Najbardziej rozpowszechnionymi dotąd urządzeniami do mechanicznej obróbki koszonej zielonki, w celu zwiększenia szybkości suszenia są zgniatacze walcowe i spulchniacze bijakowe. Aktualnie prawie 100% kosiarek produkowanych przez czołowe formy wyposażonych jest w takie urządzenia. Rozwój konstrukcji urządzeń do obróbki koszonej zielonki zmierza w kierunku zwiększenia intensyfikacji tej obróbki. Na uwagę zasługują urzązenia ICS firmy Krone i HPC firmy Greenland. Oba urządzenia zapewniają podobną intensywność obróbki, przy czym urządzenie HPC jest stosunkowo proste konstrukcyjnie, wymaga mniejszego zapotrzebowania na moc oraz jest tańsze w produkcji i eksploatacji. Najbardziej intensywną obróbkę i największe skrócenie czasu suszenia zapewniają maszyny do macerowania i formowania pokosu w postaci zwartej maty. System ten nie przyjął się jednak w praktyce głównie z uwagi na złożoność maszyn do formowania i zbioru maty.

EN

The most common machines used till now to mechanical treatment of mown green crop to increase its rate of drying, are the roller crushers and flail tedders. Recently, almost 100% mowers manufactured by the advanced producers are equipped with such devices. Development in designing and construction of the machines for mechanical treatment of mown green crop tends towards increasing the intensity of such a treatment. The ICS (by Krone) and the HCP (by Greenland) machines are worth to be mentioned in this respect. Both machines ensure the similar severity of mechanical swath treatment, however the HCP machine is of ralatively simpler consruction, less power requirement and being also cheaper, either in production and exploitation. The most intensive green crop treatment and thus the shortest time of field curing ensure the machines for swath maceration and putting down in form of dense mat. That system, however, has not been commonly acceptedin the practice mostly considering the complexity of the machines forming and picking up the mat.