Etude numérique et expérimentale d'un séchoir solaire mixte. Application au séchage des produits alimentaires

Abstract

Etude numérique et expérimentale d’un séchoir solaire mixte. Application au séchage des produits alimentaires Le présent travail est une étude expérimentale et thermodynamique de la cinétique de séchage solaire de cinq produits, la tomate, l’abricot, la pomme de terre, la figue et le poivron rouge dans un séchoir solaire mixte à grande échelle, ainsi qu'une simulation numérique de ce séchoir. L’étude expérimentale et thermodynamique a pour objectif d’obtenir les courbes de séchage et de calculer la diffusivité effective afin de prédire la cinétique de séchage et les caractéristiques thermodynamiques des produits en cours de séchage. L'équation de diffusion de Fick a été utilisée pour calculer la diffusivité effective des données expérimentales en ajustant une dépendance linéaire. Sept modèles théoriques ont été étudiés et leur précision relative a été validée à l'aide de données expérimentales. Deux nouveaux modèles sans dimension correspondent le mieux à la courbe de séchage des produits. Les modèles proposés se sont avérés plus précis pour caractériser le processus de séchage des raisins Sultana, des piments, des bananes, des mangues et du manioc selon les modèles rapportés dans la littérature dans différentes conditions de fonctionnement utilisant différentes conceptions de séchoirs solaires. Deux nouvelles approches proposées à partir de l'équation d'Arrhenius ont été utilisés pour déterminer les paramètres thermodynamiques. Ces paramètres ont été comparés et analysés. De toute évidence, les valeurs d'énergie libre de Gibbs indiquent que le séchage solaire des produits est un processus naturel et spontané. Sur la base d'une simulation numérique utilisant le logiciel Fluent, nous analysons le transfert de chaleur d'un capteur d'air solaire et l’écoulement de l’air dans la serre. L’objectif était d’améliorer le transfert thermique dans le collecteur d’air solaire en utilisant des obstacles fixés dans les murs isolés pour créer de la turbulence. Les obstacles ont été placés à des angles différents (15°, 30°, 45° et 60°) et des nombres différents (0, 2, 4 et 8). La circulation de l’air à l’intérieur de la serre a été étudiée afin de déterminer l’optimal écart entre les claies et la vitesse d’entrée. Les résultats montrent que le nombre d'obstacles et l'angle d'inclinaison ont un impact considérable sur le transfert de chaleur et sont modérés dans le flux iii d'air sortant. L’utilisation de huit obstacles avec une inclinaison de 45° est le meilleur cas pour améliorer le rendement du capteur solaire à air. Parmi les géométries de la serre simulées, la géométrie avec un écart de 20 cm et 2m/s présente la meilleure circulation d’air dans le séchoir solaire mixte.