電液動增強技術應用於乾燥過程之質傳分析與測試

Numerical and Experimental Mass Transfer Analysis of Electro-hydrodynamic Enhanced Technique in Drying Process

呂金生 ； 張錦裕 ； 吳懿軒 ； 黃育賢

《冷凍空調與能源科技雜誌》 100期 (2016/08) Pp. 46-55

摘要

本文利用數值與實驗方法研究電液動(Electro-hydrodynamic)技術對食品或物品表面水分乾燥速率的影響。在理論及數值部份，以紊流流場探討在不同供電電壓、電極間距及入口速度下，對一強制對流通道流場濕水面的水蒸發率及薛吾爾德數(Sherwood number, Sh)的影響。實驗部分則建置一套風洞系統，透過實驗執行，與數值結果比較驗證數值模式的可靠性。本文二維數值模擬結果將提供不同供電電壓及電極間距的電荷密度場、流線場以及濃度場，說明電液動效應產生的不規則電荷密度、電壓分佈，及藉此產生的電暈效應所造成流場及濃度場的混合度增加，提高質傳增益的程度。由數值模擬及實驗結果顯示，隨著電極電壓的增加，薛吾爾德數增加；然而，提高入口速度，電液動效應會隨之減弱，薛吾爾德數會下降。另外電極間距適度增大，薛吾爾德數會提高。最後，在實驗量測部份，利用已建置完成的風洞測試系統，做質傳性能的量測。結果顯示，數值模擬與實驗結果得到一致性的趨勢，但是數值模擬的數據大於實驗結果，最大誤差約27%。

關鍵字

電液動技術 ； 乾燥 ； 質傳