نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه پژوهشی طراحی ماشین‌آلات مواد غذایی، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

2 استادیار، گروه مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

هدف این تحقیق کاهش مصرف انرژی در فرایند پخت و پز ازطریق استفاده از سپرهای حرارتی پیرامون ظرف غذاست. در این تحقیق که برای اولین بار و به‌صورت آزمایشگاهی انجام شده است اثر سپر حرارتی باتوجه‌به پارامترهای هندسی ظرف (قطر و ارتفاع) و مقدار سیال، بر بازده حرارتی قبل و بعد از جوشش مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان داد که در مرحلۀ قبل از جوشش استفاده از سپر حرارتی مستقل از هندسه و میزان سیال می‌باشد و می‌تواند به‌طور متوسط 20 درصد انرژی مصرفی را کاهش دهد. همچنین نشان داده شد که اثر سپر حرارتی در مرحلۀ جوشش تابعی از ارتفاع مایع درون ظرف می‌باشد و برای یک مقدار مشخص انرژی حرارتی ثابت، با افزایش ارتفاع ظرف بدون محدودیت افزایش می‌یابد. درنهایت یک محاسبۀ اقتصادی برای خانوارهای ایرانی نشان می‌دهد که استفاده از سپر حرارتی در فرایند پخت و پز خانگی، موجب صرفه‌جویی در مصرف منابع انرژی گرمایی به ارزش 12/5 میلیون بشکه نفت در سال خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

Arora, P., Jain, S., & Sachdeva, K. (2014). Laboratory based assessment of cookstove performance using energy and emission parameters for North Indian cooking cycle. Biomass and Bioenergy, 69, 211-221. doi: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.07.012

Cadavid, F.J., Cadavid, Y., Amell, A.A., Arrieta, A.E., & Echavarría, J.D. (2014). Numerical and experimental methodology to measure the thermal efficiency of pots on electrical stoves. Energy,73, 258-263.doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.06.017

Daioglou, V., Van Ruijven, B.J., & Van Vuuren, D.P. (2012). Model projections for household energy use in developing countries. Energy, 37(1), 601-615.doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.10.044

Funk, P.A. (2000). Evaluating the international standard procedure for testing solar cookers and reporting performance. Solar Energy, 68(1), 1-7. doi: https://doi.org/10.1016/S0038-092X(99)00059-6

Hannani, S.K., Hessari, E., Fardadi, M., & Jeddi, M.K. (2006). Mathematical modeling of cooking pots’ thermal efficiency using a combined experimental and neural network method. Energy, 31(14), 2969-2985. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2005.11.006

Karunanithy, C., & Shafer, K. (2016). Heat transfer characteristics and cooking efficiency of different sauce pans on various cooktops. Applied Thermal Engineering, 93, :1202-1215.doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2015.10.061

Kanjanapongkul, K. 2017. Rice cooking using ohmic heating: determination of electrical conductivity, water diffusion and cooking energy. Journal of Food Engineering, 192, 1-10. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2016.07.014

Kshirsagar, M.P., & Kalamkar, V.R. (2015). A mathematical tool for predicting thermal performance of natural draft biomass cookstoves and identification of a new operational parameter. Energy,93(1), 188-201.doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.09.015

Kshirsagar, M.P., & Kalamkar, V.R. (2014). A comprehensive review on biomass cookstoves and a systematic approach for modern cookstove design. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 30, 580-603. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.10.039

MacCarty, N., Still, D., & Ogle, D. (2010). Fuel use and emissions performance of fifty cooking stoves in the laboratory and related benchmarks of performance. Energy for Sustainable Development, 14(3), 161-171. doi: https://doi.org/10.1016/j.esd.2010.06.002

McKendry, P. (2002). Energy production from biomass (part 1): overview of biomass. Bioresource Technology, 83(1), 37-46. doi: https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00118-3

Moshiri, S., Atabi, F., Panjeshahi, M.H., & Lechtenböhmer, S. (2011). Long run energy demand in Iran: efficiency and renewable energy scenarios, USAEE-IAEE. WP 11-071.

Nahar, N.M., & Gupta, J.P. (1991). Energy-conservation potential for solar cookers in arid zones of India. Energy, 16(6), 965-969. doi: https://doi.org/10.1016/0360-5442(91)90048-Q

Panwar, N.L., Kaushik, S.C., & Kothari, S. (2011). Role of renewable energy sources in environmental protection: a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15(3), 1513-1524. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.11.037

Taylor, J. R. (1997). An introduction to error analysis: The study of uncertainties in physical measurements, Univ. Science, Sausalito, CA45, 92.

Thacker, K.S., Barger, K.M., & Mattson, C.A. (2017). Balancing technical and user objectives in the redesign of a peruvian cookstove. Development Engineering, 2, 12-19. doi: https://doi.org/10.1016/j.deveng.2016.05.001

World Bank, (2014). Global tracking framework report. Sustainable energy for All 2013-2014. (Chapter 3). (pp. 103-162): Washington, DC: World Bank

World Health Organization (WHO). (2016). Visited in April 2016. Available online at: http://www.who.int/indoorair/en.