Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Simulation of industrial pneumatic conveying dryer with constant and falling rates of drying

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การจำลองเครื่องอบแห้งแบบพาหะลมระดับอุตสาหกรรมในช่วงที่อัตราการอบแห้งคงที่และช้าลง

Year (A.D.)

1998

Document Type

Thesis

First Advisor

Wiwut Tanthapanichakoon

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Chemical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.1998.1233

Abstract

In the present thesis, a comprehensive mathematical model of the pneumatic conveying dryer, which is derived by combining two separate models proposed by Shigeru Matsumoto and David Pei, has successfully been developed. The model is able to describe the entire range of drying behavior which consists of two main periods, namely, surface water evaporation and internal moisture diffusion controlled periods. Testing of the model to validate its general applicability is done by comparison of the simulation results with the full-scaled industrial pneumatic coveying drying of cassava flour and the published industrial drying results of ilmenite, Glauber's salt, calcium carbonate, ammonium sulfate, and PVC resin. The comparison shows that the outlet solid moisture content and air humidity is accurately predicted by the model. However, the predicted solid and air temperatures show some discrepancies from the reported values due to the assumption of negligible heat loss from the dryer in the model. The simulation results are also compared to the predictions of the previous model proposed by W. Tanthapanichakoon and C. Srivotanai which assumes that, below the critical moisture content, the falling drying rate is proportional to the remaining free moisture content. The comparison shows that the present model gives better prediction and does not require an advanced knowledge of the value of the critical moisture content. Furthermore, the model is applied to improve the oprove the operating condition of the same flour dryer at the existing drying capacity and to search for a most suitable operating condition for increasing the drying capacity by 20%. The improved operating condition can reduce the operating cost by 35% when compared with the original operating condition.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ในงานวิทยานิพนธ์นี้ ผู้วิจัยได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของเครื่องอบแห้งแบบพาหะลม โดยประยุกต์และรวมแบบจำลอง 2 ประเภทที่เสนอโดย Shigeru Matsumoto และ David Pei เข้าด้วยกัน แบบจำลองที่พัฒนาและเขียนโปรแกรมขึ้นสามารถอธิบายพฤติกรรมการอบแห้งแบบพาหะลม ซึ่งประกอบด้วยช่วงความยาว 2 ช่วง คือช่วงการระเหยน้ำจากผิวของวัสดุและช่วงที่อัตราการอบแห้งถูกควบคุมโดยการแพร่ของความชื้นภายในวัสดุ หรืออาจมีเพียงช่วงใดช่วงเดียว การทดสอบแบบจำลองเพื่อพิสูจน์ความเหมาะสมในการใช้งานที่ครอบคลุมได้อย่างกว้างขวาง ได้ทำโดยอาศัยข้อมูลการทดลองกับแป้งมันสำปะหลังในระดับอุตสาหกรรม และข้อมูลการทดลองในระดับอุตสาหกรรมที่ตีพิมพ์เผยแพร่ของ ilmenite, Glauber's salt, แคลเซียมคาร์บอเนต, แอมโมเนียมซัลเฟต และพีวีซี ผลการทดสอบแสดงว่าแบบจำลองสามารถทำนายความชื้นขาออกของวัสดุและอากาศได้อย่างแม่นยำ ส่วนอุณหภูมิขาออกของวัสดุและของอากาศมักมีความแตกต่างจากผลการทดลองเล็กน้อย เนื่องจากในแบบจำลองมิได้คำนึงถึงการสูญเสียของความร้อนบางส่วนออกจากเครื่องอบแห้งในอุตสาหกรรม อนึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับผลการทำนายของแบบจำลองเดิมที่เสนอโดย วิวัฒน์ ตัณฑะพานิชกุล และชัยรัตน์ ศรีโวทานัย โดยถือว่าอัตราการอบแห้งในช่วงอัตราการอบแห้งที่ถูกควบคุมโดยการแพร่ของความชื้นภายในวัสดุจะลดลงเป็นเส้นตรงกับความชื้นอิสระที่เหลือในวัสดุ ปรากฏว่าผลการทำนายของแบบจำลองใหม่มีความแม่นยำกว่าและไม่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลการทดลองเพื่อหาความชื้นวิกฤตของวัสดุไว้ล่วงหน้า นอกจากนี้ ผู้วิจัยได้ประยุกต์ใช้แบบจำลองเพื่อปรับปรุงเงื่อนไขการปฏิบัติการ ณ อัตราการผลิตปัจจุบัน รวมถึงเงื่อนไขการปฏิบัติการเมื่อเพิ่มอัตราการผลิต 20% ผลการปรับปรุงเงื่อนไขสามารถลดค่าใช้จ่ายในการปฏิบัติงานได้สูงถึง 35% เมื่อเทียบกับอัตราการผลิตในปัจจุบัน

Link to Full Text

Share

COinS