Contribution à la modélisation fractionnelle du séchage solaire

Abstract

Contribution à la modélisation fractionnaire du séchage solaire L’objectif principal de ce travail est d’étudier les modèles fractionnaires de séchage solaire, ces recherches peuvent nous aider à améliorer le calcul des modèles de séchage. Cette étude est répartie en deux contributions. Notre première est basée sur une étude comparative entre la solution analytique et fractionnaire de la première et la deuxième loi de diffusion de Fick pour modéliser le processus de séchage solaire de différents produits et séchoirs sous différents paramètres opératoires. Nous avons utilisé la transformée de Laplace et la transformée inverse de Laplace pour obtenir la solution en fonction des deux paramètres : l'indice d'ordre n et l'indice de temps fractionnaire α de la loi de Fick. Ces paramètres ont été optimisés de manière non linéaire à l'aide d'un algorithme d'optimisation du loup gris (GWO). Les résultats ont montré que le phénomène de diffusion anormale pendant le processus de séchage est mieux décrit par le modèle d'ordre fractionnaire. La deuxième contribution introduit une étude d'un nouveau modèle basé sur le calcul fractionnaire incorporant des dérivées temporelles non entières dans la première loi de diffusion anormale de Fick, les données expérimentales ont été collectées à partir de la littérature .Les résultats sont comparés entre l’ensemble de soixantequatre modèles de séchage en couche mince publiés dans la littérature et un modèle semiempirique développé dans cette contribution. La capacité d'ajustement des modèles est comparée en utilisant les paramètres statiques MRMSE (%) et R². Les constantes et les coefficients des modèles ont été optimisés par l'algorithme Dragonfly. Les résultats montrent que le modèle fractionnaire est très capable de décrire la courbe de séchage des tranches de pomme avec R² de 0,99981 et MRMSE de 0,43% par rapport aux meilleurs modèles empiriques R² de 0,99968 et MRMSE de 0,61%.