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Abstract

Potash is a widely used granular fertilizer and when exposed to high humidities it readily adsorbs water vapour forming a liquid electrolyte solution on each particle. Heat and mass transfer due to air flow through granular potash beds is studied experimentally and numerically. A one dimensional experimental setup is used to measure the temperature and air humidity response and mass gain of a potash bed subjected to a change in air flow. A porous media mathematical model is developed to predict the transient temperature and moisture content distributions. The processes are modelled as nonequilibrium heat and mass transfers between the porous solid and air flow gaseous phases. The state of the surface electrolyte solution is modelled by the thermodynamics of electrolyte solutions. Experimental and numerical results show non-equilibrium internal moisture and heat transfer processes exist with significant differences in the pore air and particle temperature and surface relative humidity.

La potasse est un fertilisant granulaire très courant qui, lorsqu'il est exposé à une humidité élevée, adsorbe facilement la vapeur d'eau formant ainsi une solution d'électrolytes liquide sur chanque particule. Le transfert de chaleur et de matière dǔ à l'écoulement s'air à travers des lit de potasse granulaire est étudié de façon expérimentale et numérique. Un montage expéperimental unidimensionnel est utilisé pour mesurer la réponse à la température et à l'humidité de l'air ainsi que le gain de matiére d'un lit de potasse soumis à un changement en échelon de l'écoulement d'air. On a mis au point un modèle mathématique de milieu poreux pour prédire les distrbutions transitoires de température et de teneur en humidité. Les procédés de transport sont modélisés comme des transferts de matière et de chaleur hors équilibre entre la phase de solides poreux et la phase gazeuse d'écoulement d'air. L'état de la solution d'électrolytes de surface est modélisé par la thermodynamique des solutions d'électrolytes. Des résultants expérimentaux et numériques montrent que des procédés de transfert de chaleur et d'humidité interne hors équilibre avec des differences significatives dans la température des particules et de l'air des pores et l'humidité relative de surface.