ТЕПЛО- ТА МАСООБМІН ДЛЯ ФІЗИЧНИХ І МАШИННИХ СИМУЛЯЦІЙ У ПРОЦЕСІ СУШІННЯ

Анотація

Сушіння – це складний процес одночасного перенесення тепла, маси та імпульсу з безперервними фазовими переходами. Чисельне моделювання є одним із найефективніших інструментів для механістичного вираження різних фізичних явищ процесів сушіння, що дозволяє точно прогнозувати кінетику сушіння та розуміти морфологічні зміни під час сушіння. Однак математичне моделювання процесів сушіння є складним процесом і потребує великих обчислювальних ресурсів через мультифізичний та мультишкальний характер переносу тепла та маси під час сушіння. Моделювання на основі машинного навчання, яке враховує фізику процесів (PIML), має потенціал подолати ці недоліки та може стати перспективним доповненням у дослідженні сушіння. Воно дозволяє описати процеси сушіння, інтегруючи основні закони переносу та обмеження в моделі машинного навчання. Для розробки такої нової моделі на основі PIML для застосувань у сушінні необхідно мати фундаментальне розуміння процесів переносу тепла, маси та імпульсу, а також їх математичне формулювання, окрім знань про моделювання на основі даних. На основі всеосяжного огляду літератури, в цій роботі представлено два типи інформації: фундаментальні фізичні аспекти процесів сушіння та стратегії моделювання на основі даних для розробки моделей PIML для застосувань у сушінні. Обговорюється поточний стан фізично обґрунтованих моделей та моделей на основі PIML, а також їхні обмеження. Представлено приклад моделювальної структури PIML для застосувань у сушінні. Нарешті, висвітлюються виклики, пов’язані з одночасним урахуванням переносу тепла, маси та імпульсу в моделюванні PIML для оптимізації процесу сушіння. Інформація, представлена в цьому рукописі, буде корисною для подальшого розвитку цієї галузі.