Modélisation et expérimentation d'un système de séchage solaire en régime transitoire

Abstract

Ce travail concerne une étude expérimentale et numérique d’un séchoir modulaire a chauffage partiellement solaire fonctionnant en convection forcée. Ce séchoir est compose d'insolateurs plan à air, d'un dispositif de chauffage auxiliaire et d'une armoire de séchage. Nous appliquons la méthode nodale pour établir les équations qui régissent les transferts dans l’insolateur et l'armoire de séchage. Ces équations sont résolues par un schéma implicite aux différences finies et la méthode "Diabolo-Sablier". Un code de calcul a été élaboré en FORTRAN pour simuler le comportement dynamique du séchoir modulaire à chauffage partiellement solaire. Nous avons déterminé, pour une durée du séchage égale à celle de la durée de l'ensoleillement, les conditions optimales du fonctionnement du séchoir pour feuilles de menthe (MENTHA SPICATA). Les données météorologiques et radiométriques, basées sur la notion de journée type, utilisées dans nos simulations, sont celles de Bouzaréah, Alger (Algérie). Les expressions de la vitesse de séchage, de la courbe caractéristique de séchage et du coefficient de diffusion effective ont été déduites de mesures de la perte de poids des feuilles de menthe au cours du séchage en fonction de la vitesse et de la température de l'air asséchant. L’effet de conditions de séchage sur le retrait de feuilles de menthe a été étudié. L'analyse technico-économique a conduit à la détermination du coût de l'investissement nécessaire, au coût de fonctionnement et au temps de retour sur investissement du séchoir modulaire pour feuilles de menthe. Les conditions optimales de séchage ont conduit à l'élaboration d'une méthode simple de dimensionnement du système de séchage. Cette méthode est basée sur des corrélations exprimant le taux de couverture solaire et la fraction d'énergie économisée sous la forme de polynômes d'un paramètre adimensionnel défini par le rapport entre la moyenne journalière du besoin énergétique pour le séchage et la moyenne journalière du flux solaire capte par les insolateurs.