МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ТЕПЛОМАСОПЕРЕНЕСЕННЯ У КАМЕРАХ СУШІННЯ ГІГРОСКОПІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ З ВИКОРИСТАННЯМ КЛІТИННИХ АВТОМАТІВ

Анотація

У статті представлено моделювання процесу тепломасоперенесення у камерах сушіння гігроскопічних матеріалів із використанням клітинних автоматів. На основі фундаментальних законів теплопередачі та масообміну створено математичну модель тепломасоперенесення, яка враховує як внутрішні процеси у матеріалі, так і зовнішні процеси, що відбуваються між матеріалом, агентом сушіння та компонентами сушильної камери. Особлива увага надається розробці асинхронної моделі клітинних автоматів, де кожен елемент системи може перебувати в одному з кількох станів, а його зміни визначаються правилами переходів. Загалом у роботі розроблено структуру клітин, які складаються із множини мікрооб'єктів, а також алгоритм, що визначає їх початковий стан під час формування клітинно-автоматного поля. Додатково здійснюється поділ області тепломасоперенесення на кілька зон, для кожної з яких встановлено межі на клітинно-автоматному полі. У свою чергу, правила переходів для моделі клітинного автомата сформульовано на основі розробленої математичної моделі тепломасоперенесення, а для їх застосування розроблено відповідний алгоритм. Для забезпечення однозначності моделі клітинного автомата у процесі реалізації, наводиться її формалізований вигляд. Таким чином створена модель клітинного автомата забезпечує можливість моделювання складних процесів тепломасоперенесення у камерах сушіння гігроскопічних матеріалів з урахуванням динамічних змін у часі та просторі. Результати моделювання підтверджують ефективність використання клітинних автоматів, зокрема для дослідження процесу сушіння гігроскопічних матеріалів та тепломасоперенесення, яке виникає внаслідок цього процесу. Завдяки цьому підходу можливо враховувати складні граничні умови та отримувати адекватні результати щодо змін температури і вологості матеріалу й агента сушіння у процесі сушіння.