Експериментальне моделювання теплообміну в апараті з ротаційним шнековим термосифоном
Ескіз недоступний
Дата
2020
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Представлено результати експериментальних досліджень процесу теплообміну в апараті з ротаційним шнековим термосифоном. Проведено аналіз роботи роторних теплообмінників для термообробки сировини, апаратів на базі теплових труб, що обертаються. Виявлені достоїнства й недоліки обладнання. Пропонується для термообробки харчових рідин використовувати апарати на базі ротаційних термосифонів. З точки зору надійності ці апарати більш ефективні, так як є автономними конструкціями. Поверхня термосифону, що обертається дозволяє реалізувати локальний енергетичний вплив безпосередньо на прикордонний тепловий шар в продукті. Показано, що доцільним є проведення дослідження процесів теплообміну в таких апаратах.
Розроблено експериментальні стенди і методики досліджень. Розроблено експериментальну установку для моделювання руху конденсату всередині конденсатора шнекового ротаційного термосифону. Розроблено експериментальну установку для дослідження процесу теплообміну в системі «термосифон-продукт».
Проведено моделювання внутрішньої і зовнішньої задачі теплообміну для шнекового ротаційного термосифону. Зовнішня задача враховує гідродинаміку і тепломасообмін при обтіканні конденсатора термосифона продуктом, внутрішня задача – гідродинаміку руху конденсату всередині конденсатора. Застосування шнекового конденсатора дає ряд переваг – одночасне перемішування, нагрівання, транспортування продукту. Також, на відміну від розгалуженого конденсатора, в шнековому не відбувається запирання конденсату під дією відцентрової сили. Проведені дослідження по моделюванню гідродинаміки показали, що для шнекового термосифону повернення конденсату в випарник, внутрішній теплообмін буде найбільш ефективним при кутах нахилу конденсатора 37...45 град. Виявлено, що кут нахилу ротаційного термосифону впливає на динаміку розігріву продукту. Чим більше кут нахилу, тим швидше розігрівається продукт. Це пов'язано з ефективним поверненням конденсату і зменшенням термічного опору. Отримані результати будуть використані для розробки методів розрахунку і оптимізації апаратів на базі ротаційних термосифонів.