Simulación multi-física del secado de madera en COMSOL Multiphysics 3.4.

• Sadoth Sandoval-Torres ^[1] ; Emilio Hernández-Bautista ^[1] ; Juan Rodríguez-Ramírez ^[1]
  1. [1] Instituto Politécnico Nacional

     Instituto Politécnico Nacional

     México

     
• Localización: Ingeniería, investigación y tecnología, ISSN 1405-7743, ISSN-e 2594-0732, Vol. 14, Nº. 3, 2013
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Multi-Physics Simulation of Wood Drying in COMSOL Multiphysics 3.4.
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  • español

    En este trabajo se simulan las cinéticas de secado utilizando un modelo matemático de tipo fenomenológico que describe el secado por convección de aire caliente de madera Pinus pseudostrobus. El desarrollo del modelo parte del balance de masa y calor en el elemento de volumen representativo (EVR), que contiene las fases sólida, líquida, y gaseosa. Se obtiene un sistema de ecuaciones diferenciales parciales que es resuelto por factorización numérica utilizando COMSOL Multiphysics 3.4. Se resuelven tres variables primarias: contenido de humedad; temperatura y densidad del aire seco. Los resultados del modelo fueron comparados con los datos experimentales y contra un modelo semi-empírico. Los resultados son satisfactorios; se describen las cinéticas de secado simuladas, los perfiles espaciales de contenido de humedad al interior del material, la evolución de la masa del aire seco y los perfiles de temperatura.

  • English

    In this work, the numerical simulation of drying of Pinus pesudostrobus wood is presented by using a phenomenological model. The model is developed by considering the heat and mass balance in the representative elementary volume (REV), which involves the solid, liquid and gas phases. We obtained a system of partial differential equations which was solved by numerical factorization by using COMSOL multiphysics 3.4. Three primary variables were solved: the moisture content, the temperature, and the dry-air mass. The numerical results were compared against experimental data and the semi-empirical model. Our results are satisfactory; we describe the drying kinetics, the moisture distribution within the wood, the dry-air mass evolution and the temperature profiles.