НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ ЖИДКОСТИ ЗАМОРОЖЕННЫМИ ШАРАМИ

Одним из направлений интенсификации производственных процессов и сохранения качественных показателей обрабатываемого сырья за счет быстрого охлаждения жидкостной среды является применение энергосберегающей холодильной техники. Так, в пищевой промышленности охлаждение субстанций биологического происхождения способствует сохранению их биологических свойств, предотвращает размножение микрофлоры в продукте. Однако до сих пор процесс охлаждения относится к наименее изученной стадии обработки жидкости холодом, а используемые для этой цели технические средства не в полной мере отвечают современным требованиям. В настоящее время одним из перспективных направлений совершенствования техники и технологии ускоренного снижения температуры жидкостной среды является интродукция в нее охлажденных до достаточно низких температур тел шарообразной формы. Данный технологический способ используют, в частности, в металлургии. Результаты проведенных исследований в пищевой промышленности выявили преимущества водоподготовки охлаждением водной среды с помощью замороженных шаров перед другими: высокая интенсивность процесса, снижение энергозатрат. В данной работе проблема охлаждения жидкостной системы с помощью замороженных шаров формулируется и решается в рамках классической линейной краевой задачи для уравнения теплопроводности. В области реальных значений параметров процесса по объекту исследования полученное решение используется в качестве основы для численного эксперимента по моделированию протекания процесса охлаждения водной среды. Расчетным путем исследована эффективность использования предложенного способа с целью охлаждения жидкости по таким параметрам как температурный фактор, объемная концентрация шаров в жидкостной системе, период обработки жидкости холодом. Отраженные графиками результаты вычислений выявляют согласие полученных результатов расчетов исследуемого процесса с физическим смыслом поставленной задачи, а также с опытными наблюдениями.
  Автор:  Е. В. Семенов, Б. С. Бабакин, М. И. Воронин, А. Н. Сучков
Ключевые слова:  жидкостная система, охлаждение, теплопередача, шар, краевая задача, эффективность процесса
Стр:  384