بررسی مکانیزم انتقال رطوبت در بافت های گیاهی با استفاده از مدل های انتقال در محیط های متخلخل – قسمت اول: مدل های انتقال رطوبت

محورهای موضوعی : افزایش عملکرد

فاطمه مظفری غربا ¹ , محمد مهدی مهارلویی ² , احمد غضنفری مقدم ³

1 - دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
2 - دانشیار، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
3 - استاد، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

تاریخ دریافت : 1400/09/20 تاریخ پذیرش : 1400/09/30 تاریخ انتشار : 1400/09/30

کلید واژه: مدل سازی, محیط متخلخل, نفوذ پذیری, خشک کردن,

چکیده مقاله :

انتقال آب در بافت های گیاهی پدیده ای پیچیده ای است. دیواره سلولی و غشای پلاسمایی نسبت به آب نفوذ پذیر بوده و میزان تبادل آب بین سلول و فضای بین سلولی به میزان اختلاف فشار آب درون سلولی و ارتجاع پذیری غشای سلولی بستگی دارد. حرکت آب در درون بافت های گیاهی شامل انتقال همزمان گرما و جرم است و بنابراین خواص ترموفیزیکی بافت گیاهی در این انتقال نقش مهمی دارند. فشار مویینگی، نفوذپذیری ذاتی، نفوذپذیری نسبی، نفوذ رطوبت موثر و هدایت حرارتی از جمله خواص کلیدی حرارتی و انتقال مورد نیاز برای بررسی جامع مکانیزم انتقال رطوبت در بافت گیاهی هستند. مواد گیاهی را می توان یک محیط متخلخل در غیر ثابت نظر گرفت که حاوی حدود 80 تا 95 درصد آب است. نفوذ مولکولی برای گازها (بخار آب و هوا)، نفوذ مویینگی برای مایع (آب) و مکانیسم های همرفت (جریان دارسی) در مدل خشک کردن در محیط متخلخل استفاده می شود. بدین ترتیب برای بررسی چگونگی حرکت آب در بافت های گیاهی می توان از مدل های چند فازی استفاده کرد. در مدل های چند فازی مکانیسم انتقال، انتقال آب را به دو صورت مایع و گاز را همزمان تحت تأثیر دما و سایر خصوصیات بافت گیاهی مورد بررسی قرار می دهد. در این مقاله بافت گیاهی به عنوان یک محیط متخلخل در نظر گرفته شده و مکانیزم هایی و عوامل موثر در انتقال رطوبت در این بافت ها مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند.

چکیده انگلیسی:

Water transfer in plant tissues is a complex phenomenon. The cell wall and plasma membrane are permeable to water and the amount of water exchange among cells and the intercellular space mainly depends on the amount of intracellular water pressure and the viability of the cell membrane. The movement of water within the plant tissues includes simultaneous heat and mass transfer and therefore the thermophysical properties of the plant tissue plays an important role in this transition. Capillary pressure, intrinsic permeability, relative permeability, effective moisture diffusivity, and thermal conductivity are the key thermal and transport properties needed for comprehensive investigation of moisture transfer mechanism in plant tissue. The plant material can be considered as a porous medium in a non-steady state, which contains about 10 - 80% water. Molecular diffusion for gases (water vapor and air), capillary influence for the liquid (water) and advection mechanisms (Darcy flow) are used in the drying model in porous media. Thus, multiphase models can be used to study the water movement in plant tissues. In multiphase models of transmission mechanism, transfer of water into two types of liquid and gas is investigated simultaneously under the influence of temperature and other properties of plant tissue. In this article, the plant tissue is considered as a porous medium and the factors affecting the moisture transfer in these tissues are discussed.