Программные продукты и системы

Разработка математических моделей является одной из актуальных задач в области исследования процесса вакуумной сублимационной сушки. Модели строятся на описании тепло- и массообмена процесса сушки, выраженного с помощью дифференциальных уравнений. В результате решения системы дифференциальных уравнений могут быть получены кинетические характеристики процесса сушки – изменение температуры и влагосодержания материала. Такие математические модели позволяют, варьируя рабочие условия процесса (температуру нагревания полок и глубину вакуума в камере сублиматора), подобрать режимы ведения процесса, обеспечивающие снижение энергетических затрат и времени сушки.

За последние несколько лет появился большой интерес к моделированию промышленного и лабораторного оборудования с использованием вычислительной гидродинамики (Computational Fluid Dynamics, CFD). Это связано с тем, что CFD-моделирование можно использовать для улучшения конструкций, оптимизации геометрии и оценки влияния различных вариантов устройства оборудования на ход процесса.

Недавние теоретические исследования и моделирование газодинамики показали, что на поверхности сублимации возможны градиенты давления. Давление в камере может существенно повлиять на скорость теплопередачи и, следовательно, на скорость сублимации материала. При достаточно высоком градиенте давления материалы, находящиеся на разных полках, могут достигать разной степени сухости и в результате повлиять на однородность партии или даже повредить продукт.

Подробное описание дается в статье «Математическая модель вакуумной сублимационной сушки с неравномерным распределением паров по объему камеры», авторы Е.К. Мохова, М.Г. Гордиенко (Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, г. Москва).