Obsahem diplomové práce je návrh difúzního matematického modelu popisujícího sušicí procesy pro dlouhodobé vysychání sušeného materiálu základních tvarů - desky, válce a koule. Na základě řešení deterministického modelu vysychání je odvozen úbytek vlhkosti v materiálu. Pomocí programu COMSOL MULTIPHYSICS, ve kterém byly definovány počáteční a okrajové podmínky, bylo namodelováno dlouhodobé vysychání sušeného materiálu. Za účelem porovnání výsledků získaných z programu COMSOL, byla vytvořena funkční programová aplikace v prostředí MATLAB, která umožňuje zobrazit vlhkostní pole v materiálu, 3D graf vlhkostních polí a úbytek vlhkosti v materiálu. Pomocí této aplikace lze srovnávat výsledky i při změnách některého ze zadávaných parametrů. Na základě navržených matematických modelů lze předpovídat úbytek vlhkosti v materiálu, tato skutečnost byla ověřena na výsledcích dlouhodobého sušení zelených kávových bobů ve skladu.
Annotation in English
The diploma thesis deals with a design of a diffusion mathematical model describing the drying processes for long-lasting desiccation of dried substances prototypically shaped as plane, cylinder, and sphere. A decrease in the substance humidity shrinkage is derived from the result in deterministic model of desiccation. The long-term desiccation of the dried substances has been simulated on the basis of COMSOL MULTIPHYSICS program, where initial and marginal conditions were defined. The functional program application in MATLAB has been created in order to draw a contrast among particular results obtained from the COMSOL program. The application enables delineating the moisture extent in substances, 3D graph of moisture extent, and a decrease in the substance humidity degree. By means of the mentioned application, it is achievable to evaluate the results even in terms of changes in some of the set parameters. The shrinkage in substance moisture can be predicted in relation to suggested mathematical models. This fact has been confirmed by the results of long-lasting desiccation of green coffee-beans in the warehouse.
mathematical model, diffusion model, drying processes, humidity shrinkage, green coffee
Length of the covering note
64 s.
Language
CZ
Annotation
Obsahem diplomové práce je návrh difúzního matematického modelu popisujícího sušicí procesy pro dlouhodobé vysychání sušeného materiálu základních tvarů - desky, válce a koule. Na základě řešení deterministického modelu vysychání je odvozen úbytek vlhkosti v materiálu. Pomocí programu COMSOL MULTIPHYSICS, ve kterém byly definovány počáteční a okrajové podmínky, bylo namodelováno dlouhodobé vysychání sušeného materiálu. Za účelem porovnání výsledků získaných z programu COMSOL, byla vytvořena funkční programová aplikace v prostředí MATLAB, která umožňuje zobrazit vlhkostní pole v materiálu, 3D graf vlhkostních polí a úbytek vlhkosti v materiálu. Pomocí této aplikace lze srovnávat výsledky i při změnách některého ze zadávaných parametrů. Na základě navržených matematických modelů lze předpovídat úbytek vlhkosti v materiálu, tato skutečnost byla ověřena na výsledcích dlouhodobého sušení zelených kávových bobů ve skladu.
Annotation in English
The diploma thesis deals with a design of a diffusion mathematical model describing the drying processes for long-lasting desiccation of dried substances prototypically shaped as plane, cylinder, and sphere. A decrease in the substance humidity shrinkage is derived from the result in deterministic model of desiccation. The long-term desiccation of the dried substances has been simulated on the basis of COMSOL MULTIPHYSICS program, where initial and marginal conditions were defined. The functional program application in MATLAB has been created in order to draw a contrast among particular results obtained from the COMSOL program. The application enables delineating the moisture extent in substances, 3D graph of moisture extent, and a decrease in the substance humidity degree. By means of the mentioned application, it is achievable to evaluate the results even in terms of changes in some of the set parameters. The shrinkage in substance moisture can be predicted in relation to suggested mathematical models. This fact has been confirmed by the results of long-lasting desiccation of green coffee-beans in the warehouse.
mathematical model, diffusion model, drying processes, humidity shrinkage, green coffee
Research Plan
Vypracujte literární studii týkající se způsobů tvorby difuzních matematických modelů
Sestavte difúzní model popisující rozložení vlhkosti v materiálech tvaru válce
Navržený model verifikujte na případu vysychání bobů zelené kávy v průběhu skladování
Dosažené výsledky zhodnoťte v závěru práce
Research Plan
Vypracujte literární studii týkající se způsobů tvorby difuzních matematických modelů
Sestavte difúzní model popisující rozložení vlhkosti v materiálech tvaru válce
Navržený model verifikujte na případu vysychání bobů zelené kávy v průběhu skladování
Dosažené výsledky zhodnoťte v závěru práce
Recommended resources
KOLOMAZNÍK, K. Modelování zpracovatelských procesů. 1.vyd. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 1990. 191s. ISBN 80-214-01141
CRANK, J. The Mathematics of Diffusion Oxford: Oxford University Press, 1979, 414s. ISBN 978-0-19-853411-2
MEHRER, H. Diffusion of solids. Springer Berlin Heidelberg New York, 2007, 645s. ISBN 978-3-540-71486-6
BIRD, B., R., WARREN, S., E., EDWIN, L., N. Transport Phenomena. 2. vyd. USA: University of Wisconsin-Madison, Hamilton Printing, 2002, ISBN 0-471-41077-2
BOUDA, L. Dlouhodobé skladování zelené kávy. Zlín 2008. 45 s. Bakalářská práce na Technologické fakultě Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně. Vedoucí bakalářské práce Ing. Vladimír Mrkvička, Ph.D.
KOLAT, P. Přenos tepla a hmoty, 3.vyd. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2001, 266 s. ISBN 80-248-0003-9
NEKOVÁŘ, P. Difuzní procesy. Sbírka příkladů, 1.vyd. Praha: VŠCHT Praha, 1993, 136s. ISBN 80-7080-193-X
PILAŘ, A. a kolektiv Příklady chemicko-inženýrských výpočtů III, 1.vyd. Praha 1973, SNTL ? Nakladatelství technické literatury, 340 s. ISBN 04-607-73
Recommended resources
KOLOMAZNÍK, K. Modelování zpracovatelských procesů. 1.vyd. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 1990. 191s. ISBN 80-214-01141
CRANK, J. The Mathematics of Diffusion Oxford: Oxford University Press, 1979, 414s. ISBN 978-0-19-853411-2
MEHRER, H. Diffusion of solids. Springer Berlin Heidelberg New York, 2007, 645s. ISBN 978-3-540-71486-6
BIRD, B., R., WARREN, S., E., EDWIN, L., N. Transport Phenomena. 2. vyd. USA: University of Wisconsin-Madison, Hamilton Printing, 2002, ISBN 0-471-41077-2
BOUDA, L. Dlouhodobé skladování zelené kávy. Zlín 2008. 45 s. Bakalářská práce na Technologické fakultě Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně. Vedoucí bakalářské práce Ing. Vladimír Mrkvička, Ph.D.
KOLAT, P. Přenos tepla a hmoty, 3.vyd. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2001, 266 s. ISBN 80-248-0003-9
NEKOVÁŘ, P. Difuzní procesy. Sbírka příkladů, 1.vyd. Praha: VŠCHT Praha, 1993, 136s. ISBN 80-7080-193-X
PILAŘ, A. a kolektiv Příklady chemicko-inženýrských výpočtů III, 1.vyd. Praha 1973, SNTL ? Nakladatelství technické literatury, 340 s. ISBN 04-607-73
