Завалій О. О. Теплофізичні основи розробки пристроїв інфрачервоного сушіння термолабільних матеріалів

Дисертація присвячена актуальній проблемі ефективного та екологічно безпечного виробництва високоякісних продуктів сушіння термолабільних матеріалів, в першу чергу продуктів харчування, в пристроях інфрачервоного сушіння з цілеспрямованим розподілом потоків теплового випромінювання. В дисертації запропоновано новий метод теплового опромінення поверхні продукту сушки відбитими променями джерел, що знаходяться за межами поверхні продукту. Для створення пристроїв інфрачервоного сушіння термолабільних матеріалів, що забезпечують заданий просторовий розподіл теплових потоків випромінювання, запропоновано метод проектування, заснований на послідовній оптимізації профілю поверхонь, що відбивають. Процедура оптимізації передбачає послідовне використання моделей проектування робочого об'єму пристрою сушіння і моделей теплового аналізу робочого об'єму. Теплові моделі представляють чисельне рішення рівнянь перенесення енергії випромінювання, і оптико-геометричні моделі, засновані на законах Ламберта, повного відбивання і зворотних квадратів для джерела енергії. Чисельне рішення здійснюється за допомогою кінцево-елементних уявлень області рішення, апроксимації інтенсивності випромінювання методом дискретних ординат і апроксимації рівнянь переносу для кожного елемента методом контрольного об'єму. Виконані експериментальні дослідження розподілу теплового потоку випромінювання, температури і швидкості сушіння по поверхні сушіння, кінетики випаровування вологи в пристроях інфрачервоного сушіння. Запропоновано нові технічні рішення пристроїв інфрачервоного сушіння термолабільних матеріалів, що дозволяють цілеспрямовано розподіляти теплові потоки відбитого випромінювання по поверхні продукту сушіння. Завдяки винесенню джерел випромінювання за межі поверхні продукту сушки і розподілу променистої енергії дзеркальними відбивачами спеціальної форми, створені пристрої забезпечують рівномірний процес сушіння в об'ємі із збереженням в продукті сушки біологічно цінних компонентів сировини, мають малі габарити і високу енергетичну ефективність. Виконано проектування, виготовлення і випробування сушильних пристроїв, запропоновані режими сушіння термолабільних матеріалів, що забезпечують високі якість продукту сушіння, ефективність і продуктивність.