- Điểm kết tinh (Tkt) đặc trưng cho bài tốn lạnh đơng, điểm nóng chảy (T nc) đặc trưng cho bài tốn đốt nóng (STH), đây là thông số trạng thái cần được
TRONG ĐIỀU KIỆN SẤY THĂNG HOA
4.3.3. Nhận dạng tham số và kiểm tra sự tương thích của MHT 1 Kết quả
4.3.3.1. Kết quả
a) Nhận dạng tham số MHT (3.59): theo sơ đồ thuật tốn chương 3, hình 3.7, ban đầu chọn Pth = 0,4mmHg để tiến hành TN xác định Tstn(t), kết quả xem PL 3.7, ban đầu chọn Pth = 0,4mmHg để tiến hành TN xác định Tstn(t), kết quả xem PL 3, PL 14, cho HSTN của MT STH là ae (W.m-2.K-1) biến thiên trong khoảng rộng ae = 1, ..., 10; giá trị ban đầu ae = 1 W.m-2.K-1; bước chạy Dae = 0,1 W.m-2.K-1; đặt giá trị ae = 1 vào MHT (3.59) cho thời gian biến thiên (0 ¸ 24)h; t = t + Dt; bước
chạy Dt = 0,2h; tiến hành giải và tính nhiệt độ bề mặt Ts(xs, ys, zs, t) của VLA, sau
đó cho ae biến thiên, ae = ae + Dae giải (3.59) tương tự như trên và kết thúc khi ae = 10, kết quả nhận được (tính tốn cho tơm sú) xem hình 4.24 (hoặc PL 14).
§ Đồ thị hình 4.24 cho thấy, Tstn(t) nằm giữa hai đường Ts(xs, ys, zs, t) tính tốn từ MHT khi ae = 4 và ae = 6. Để xác định HSTN tối ưu là aeopt (W.m-2.K-1) thì
Hình 4.24. Sự biến thiên Ts(xs, ys, zs, t) của VLA tơm sú, ở Pth = 0,4 mmHg; T¥ = 350
cho ae biến thiên trong khoảng hẹp (4 ¸ 6) với giá trị đầu ae = 4; bước chạy Dae = 0,001; đặt vào MHT (3.59) rồi giải, kết quả đã xác định được tổng trị tuyệt đối các độ lệch nhiệt độ bề mặt VLS theo (3.40a), số liệu tính tốn xem ở PL 3, tại giá trị
SS(tw)Min = Min{å|Ts(xs, ys, zs, t) - Tstn(t)|aj} = 125,65 đã xác định aeopt = 4,91 W.m-2.K-1 xem hình 4.25 và 4.26, (xem PL 14).
§ Sau đó cho áp suất MT STH thay đổi Pth = 0,1; 0,05; 0,01; 0,008 mmHg và tiến hành TN xác định nhiệt độ bề mặt VLA (tôm sú) là Tstn(t) tại các giá trị áp suất Pth tương ứng, xem kết quả ở PL 3. Tương tự như trên tiến hành nhận dạng tham số MHT, ứng với mỗi giá trị Pth sẽ tìm được một giá trị HSTN của MT STH
tối ưu (aeopt), kết quả (tính tốn cho tôm sú) nhận được xem ở hình 4.25, 4.26 (SS(tw) = f(aej), s(ts) = f(aej)) và bảng 4.17 (hoặc xem PL 14).
Bảng 4.17. Quan hệ giữa HSTN (aeopt) với áp suất (P) của MT STH
Pth, mmHg 0,008 0,01 0,05 0,1 0,4 Ln(Pth), mmHg -4,828 -4,605 -2,996 -2,303 -0,916 Mơ hình A.V.LuiKov và VLA Tth, 0C -59,00 -57,60 -45,40 -39,30 -26,60
A.V. Luikov aeopt
, W.m-2.K-1 4,606 4,620 4,752 4,820 4,965 Tôm sú aeopt , W.m-2.K-1 4,557 4,578 4,722 4,785 4,910 Tôm bạc aeopt , W.m-2.K-1 4,536 4,558 4,708 4,774 4,904 Tôm thẻ aeopt , W.m-2.K-1 4,566 4,587 4,738 4,804 4,934
§ Để tính tốn, nhận dạng tham số MHT cho VLA là tôm bạc và tôm thẻ
tiến hành tương tự như nhận dạng tham số MHT của tôm sú, kết quả đã nhận được xem PL 14, sự biến thiên Ts(xs, ys, zs, t) có dạng như hình 4.24 (tơm sú), biểu diễn
Hình 4.25. Quan hệ giữa tổng trị tuyệt đối các
độ lệch với HSTN: SS(tw) = f(aej) Hình 4.26. Quan hệ giữa sai số của MHT so với TN khi HSTN thay đổi: s(ts) = f(aej)
quan hệ giữa tổng trị tuyệt đối các độ chệch với HSTN của MT STH: SS(tw) = f(aej) và sai số tương đối với HSTN của MT STH: s(ts) = f(aej) có dạng như hình 4.25, 4.26 (tơm sú). Như vậy, ứng với mỗi giá trị Pth sẽ tìm được một giá trị HSTN của
MT STH tối ưu (aeopt), xem kết quả ở bảng 4.17, 4.18.
b) Kiểm tra sự tương thích MHT (3.59): với VLA là tôm sú, tại Pth = 0,4 mmHg thay HSTN của MT STH ae = aeopt = 4,91 W.m-2.K-1 và các TSNVL ở bảng mmHg thay HSTN của MT STH ae = aeopt = 4,91 W.m-2.K-1 và các TSNVL ở bảng 4.5, 4.6, 4.15 và 4.16
vào (3.59) rồi giải, xuất ra giá trị Ts, tính sai số của MHT giữa Ts so với số liệu xác định bằng TN Tstn theo (3.40c), kết quả đã nhận được: s(ts) = 4,317% (xem số liệu tính tốn ở PL 3). Nếu như chọn độ tin cậy của MHT tối thiểu là pf ³ 95%, thì sai số
của MHT không vượt quá e £ 1 – pf = 5%. Như vậy, kết quả tính tốn cho tơm sú
tại Pth = 0,4 mmHg cho thấy: s(ts) £ e, do đó (3.59) đã tương thích (xem mơ phỏng ở hình 4.29) và hồn tồn có thể sử dụng được để tính tốn xác định độ biến thiên TLBHA của VLS trong quá trình STH, hay tính tốn xác định động học của quá trình STH, xác lập CĐCN STH.
§ Hồn tồn tương tự khi áp suất MT STH thay đổi Pth = 0,1; 0,05; 0,01; 0,008 mmHg, sau khi tính sai số MHT, kiểm tra sự tương thích MHT. Kết quả nhận
được xem ở bảng 4.18 (hoặc ở PL 3), đồ thị biểu diễn Ts(xs, ys, zs, t) và Tstn(t) có dạng như hình 4.27 (hoặc ở PL 14) và MHT hồn tồn tương thích.
§ Hồn tồn tương tự tính cho tơm bạc và tơm thẻ, đã xác định sai số s(ts) giữa số liệu tính tốn từ MHT là Ts so với số liệu xác định bằng TN là Tstn, kết quả xem bảng 4.18 và MHT hồn tồn tương thích.
Hình 4.27. Biểu diễn Ts(xs, ys, zs, t) và Tstn(t) của tôm sú tại Pth = 0,4 mmHg; T¥ = 350C
Bảng 4.18. Quan hệ giữa HSTN tối ưu, sai số của MHT với áp suất Pth
VLA Tôm sú Tôm bạc Tôm thẻ
Pth aeopt SS(tw)Min s(ts) aeopt SS(tw)Min s(ts) aeopt SS(tw)Min s(ts) 0,4 4,91 125,65 4,317 4,904 112,01 4,080 4,934 115,77 4,470 0,1 4,785 102,56 3,648 4,774 114,12 4,320 4,804 102,70 4,110 0,05 4,722 115,70 4,253 4,708 110,63 4,260 4,738 102,74 4,120 0,01 4,578 122,42 4,600 4,558 117,00 4,520 4,587 113,34 4,860 0,008 4,557 112,42 4,257 4,536 99,77 3,990 4,566 102,46 4,320
c) Quan hệ giữa HSTN (ae, W.m-2.K-1) với áp suất (Pth, mmHg) của môi trường STH: từ bảng 4.17 hoặc bảng 4.18 đã xây dựng được mối quan hệ ae = trường STH: từ bảng 4.17 hoặc bảng 4.18 đã xây dựng được mối quan hệ ae = f(Pth) của môi trường STH cho tôm sú, tôm bạc và tôm thẻ. Kết quả đã nhận được ở bảng 4.19a, dùng để giải MHT và tính tốn động học của q trình STH.
Bảng 4.19a. MHT mô tả mối quan hệ giữa HSTN với áp suất MT STH
Vật liệu ẩm Mơ hình tốn Miền giới hạn
Tơm sú ae = 0,0901. Ln(Pth) + 4,9924 0,008 £ Pth £ 0,508 Tôm bạc ae = 0,0941. Ln(Pth) + 4,9903 0,008 £ Pth £ 0,522 Tôm thẻ ae = 0,09408. Ln(Pth) + 5,0203 0,008 £ Pth £ 0,529 4.3.3.2. Thảo luận
- Từ bảng 4.18 (PL 3) cho thấy rằng, nếu chọn độ tin cậy của MHT (3.59) tối thiểu lớn hơn 95% (pf ³ 0,95), khi ae = aeopt thì sai số của MHT (3.59) so với
TN không vượt quá 5% (e £ 1 – pf = 0,05). Như vậy, (3.59) hoàn tồn tương thích vì sai số nhỏ hơn 4,86% (< 5%). Do đó, (3.59) có thể sử dụng tính tốn độ biến
thiên TLBHA (hay độ ẩm) của VLS
trong điều kiện STH.
- Hình 4.24 cho thấy, nhiệt độ bề mặt VLS tăng dần theo thời gian STH, mặt khác khi HSTN ae tăng thì nhiệt độ bề mặt VLS tăng nhanh, điều này hoàn toàn phù hợp với thực tế, vì khi STH lớp ẩm bề mặt thăng hoa và
khơ trước, sau đó sẽ trao đổi nhiệt với
MTS làm cho nhiệt độ lớp khô tăng
- Việc xác định ae bằng phương pháp nhận dạng tham số MHT (giải bài
tốn ngược), hình 4.25, 4.26 cho thấy khi SS(tw) = SS(tw)Min thì ae = (4,536 ¸ 4,934) với áp suất MT STH dao động trong khoảng Pth = (0,008 ¸ 0,508) mmHg, cịn nếu tính tốn theo (1.33) của A.V. Luikov với k = 1, tương ứng với điều kiện trên thì HSTN của MT STH sẽ là ae = (4,606 ¸ 4,965), ở bảng 4.17, 4.19a và hình 4.29 (PL 14) đã cho thấy, quan hệ giữa ae – Ln(Pth) là tuyến tính. Như vậy, kết quả xác định ae bằng nhận dạng tham số MHT (3.57) hoàn toàn phù hợp với MHT (2.33) của A.V. Luikov [56, 57]. Từ đồ thị hình 4.28 mơ tả biến thiên ae = f[Ln(Pth)] của tôm sú, tôm bạc và tôm thẻ đều nằm dưới MHT (1.33) của A.V. Luikov, là vì khi tính theo (1.33) với k = 1 (nghĩa là tính cho dịng bức xạ nhiệt của MT STH đạt 100%), thực tế dịng bức xạ trao đổi với VLS khơng thể đạt được 100%, là do bức xạ nhiệt truyền mọi hướng trong không gian, khơng thể tập trung tồn bộ lên bề mặt của VLS. Vì vậy, ứng với mỗi giá trị Pth thì sẽ có giá trị ae tính tốn từ các MHT ở bảng 4.19a đều nhỏ hơn so với giá trị tính tốn từ (1.33).
- Kết quả trên, có thể khái quát quan hệ ae – Ln(Pth) của MT STH bằng
cách đưa đại lượng HSTN (ae, W.m-2.K-1) về HSTN không thứ nguyên như sau:
e e0 = a a P a = A.Ln(Pth) + B (4.14a)
Trong đó - ae0 : là HSTN của tơm sú, tơm bạc và tơm thẻ tại mơi trường STH có áp suất Pth = 0,4 mmHg.
Từ (4.14a) sử dụng số liệu nhận dạng tham số MHT (3.59) ở bảng 4.18 tính
được đại lượng HSTN không thứ nguyên (Õa) của tôm sú, tôm bạc và tôm thẻ. Bằng phương pháp tổng độ lệch bình phương cực tiểu và kiểm định sự có nghĩa của các hệ số PTHQ theo chuẩn Student, kiểm tra sự tương thích của PTHQ theo chuẩn Fischer đã nhận được PTHQ mô tả sự phụ thuộc HSTN không thứ nguyên (chung cho cả ba loại tôm) vào áp suất của MT STH như sau (xem hình 4.29):
e e0 = a a P a = 0,019.Ln(Pth) + 1,0176 (1.14b) Với: tôm sú: ae0 = 4,910 W.m-2.K-1; tôm bạc: ae0 = 4,904 W.m-2.K-1; ae0 = 4,934 W.m-2.K-1 tại mơi trường STH có áp suất Pth = 0,4 mmHg
Sai số giữa (4.14b) so với số liệu nhận dạng tham số MHT (3.59) tính theo (4.2b): với tơm sú là 3,16%; tơm bạc là 4,29%; cịn tơm thẻ là 4,97%. Rõ ràng MHT (4.14b) đã mô tả khá tốt và một cách khái quát sự phụ thuộc HSTN không thứ
nguyên vào áp suất MT STH, ứng với một giá trị áp suất MT STH xác định tra trên
đồ thị hình 4.29 tìm được Õa, ứng với giá trị ae0 của mỗi loại tôm khác nhau sẽ tính
được HSTN ae = ae0.(0,019.Ln(Pth) + 1,0176) có giá trị khác nhau.
MHT (4.14b) chỉ đúng trong trường hợp khi áp suất MT STH nằm trong khoảng (0,008 ¸ 0,529)mmHg, phù hợp với quá trình tiến hành STH
Trong MHT (4.14a) các hệ số A, B phụ thuộc vào các tính chất nhiệt vật lý của VLS. Kết quả cho thấy (xem hình 4.29), quan hệ Õa – Ln(Pth) của tôm sú, tôm bạc và tôm thẻ chung một dạng, tuy
nhiên giá trị của chúng khác nhau là do tính chất nhiệt vật lý của chúng khác nhau.