Статья: АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛООБМЕННИКОВ (2025)

Разработка и проектирование высокоэффективных, универсальных конструкций тепло-массообменного оборудования, предназначенного для реализации современных технологий в пивоваренной промышленности невозможна без всестороннего изучения теплофизических свойств исходной рабочей среды в процессе ее трансформации в целевой продукт. Одной из важнейших стадий технологического процесса производства пива является стадия водно-тепловой обработки измельченного солода (ВТОИС), от успешной реализации которой зависит объем и качество конечной целевой продукции. В данной работе представлены: обоснование цели данных исследований; методика проведения экспериментов и результаты реологических исследований солодовых суспензий. Исследовались суспензии, приготовленные из следующих фракций: 0–0,18 мм; 0,18–0,25 мм; 0,25–0,3 мм; 0,3–0,425 мм; 0,425–0,5 мм; 0,5–0,71 мм; 0,71–1,00 мм, для каждого из гидромодулей (1:3; 1:4; 1:5). Получены экспериментальные значения динамической вязкости солодовых суспензий, для всех объектов исследований, в диапазоне изменения температуры 23–90 °C и диапазоне изменения градиента скоростей сдвига 2–500 с -1. На основании этих данных построены вязкостно-температурные характеристики для всех исследованных объектов исследований. Установлено, что, при достижении температуры солодовой суспензии 50–60 °C, у всех исследованных объектов, наблюдалось скачкообразное увеличение вязкостных свойств, связанное с процессом клейстеризации нативного крахмала, и последующим их снижением. Проведенные исследования показывают, что измельчение солода меньше 0,5 мм не целесообразно, так как пиковые значения динамической вязкости имеют постоянную величину, и дальнейшее уменьшение частиц приведет к неоправданным затратам и, как следствие, к увеличению себестоимости целевого продукта. Результаты исследований позволят существенно уточнить расчетные зависимости, связанные как с разработкой технологии производства пива, так и ее машинно-аппаратурного оформления новыми, высокоэффективными конструкциями технологических аппаратов

В работе рассмотрена проблема методической неопределенности измерения неравномерной по глубине температуры воды погружающимся измерительным комплексом. Проведено сравнение двух методов определения температуры — классический контактный на основе показаний высокоточного термистора, находящегося в контакте с корпусом измерительного прибора, и параметрической идентификации дифференциально-разностной модели переноса тепла с решением обратной задачи теплопроводности. При этом на основе восстановленного теплового потока, скорости погружения и заранее рассчитанной гидродинамической модели обтекания измерительного комплекса восстанавливается температура воды с учетом тепловой инерции, свойственной контактному методу. Метод параметрической идентификации по сравнению с классическим показал значительное снижение неопределенности температуры воды и рассчитываемой на её основе скорости звука. Полученные результаты могут быть использованы для более точного исследования морского дна и определения расстояния до далеких объектов под водой

В условиях современной рыночной экономики для успешной работы предприятий необходимо производить качественную и конкурентоспособную продукцию. Продукция должна отвечать определенным требованиям, обусловленным органолептическими характеристиками, физико-химическими, микробиологическими показателями, пищевой и биологической ценностью. Современные условия диктуют необходимость расширить ассортимент продуктов высокой кулинарной готовности или полуготовности. В современной перерабатывающей промышленности все большую актуальность приобретает применение ферментных препаратов в производстве пищевых продуктов. В данной статье решается задача определения рациональных условий производства пресервов на основе прудовой рыбы с добавлением ферментного комплекса катепсинов, выделенного из внутренностей рыб, для увеличения эффективности технологических процессов, который позволит уменьшить продолжительность посола и обеспечить показатели качества рыбных пресервов, отвечающих предпочтениям потребителей. Для рационального и максимального использования продуктов разделки прудовых рыб при выработке продуктов массового потребительского спроса с возможностью корректировки химического состава возникает необходимость решения подбора оптимальных значений технологических режимов посредством исследования физико-химических и биохимических превращений мышечной ткани прудовых рыб в процессе хранения. В целях ускорения постановки пресервов из прудовых рыб на производство разработана концепция построения и оценки качества регрессионной модели на основании математического планирования и обработки результатов активного эксперимента. В результате эксперимента получено уравнение регрессии и определены наиболее значимые факторы — содержание ферментного комплекса катепсинов, сырья и время посола, их взаимное сочетание, влияющие на параметр отклика — кислотность рыбы. Построены диаграммы зависимости содержания соли и значения рН рыбы от содержания катепсинов. Использование полнофакторного эксперимента при посоле прудовой рыбы с добавлением катепсина с заданными технологическими свойствами позволило определить степень влияния количественных факторов на значения рН и содержание соли в продукте

Исследован процесс ферментативного гидролиза нутовой муки с целью определения глубины гидролиза углеводов и степени извлечения белка. Для определения гидромодуля и продолжительности гидролиза, обеспечивающих наибольшую деструкцию углеводной фракции растительного сырья и наибольшую степень извлечения белка, проводились три серии экспериментов с варьированием следующих условий: гидромодуль (сырье/вода) 1/4, 1/6, 1/8, 1/10, 1/12, 1/14 и продолжительность ферментативного гидролиза 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 6, 8 часов, что позволило выявить наиболее эффективные параметры для получения белкового изолята. Исследован химический состав двух образцов белковых изолятов из нутовой муки, полученных из жидкой фракции с наиболее высоким содержанием редуцирующих сахаров по результатам трех серий экспериментов. Анализ содержания редуцирующих сахаров и сухих веществ показал значительное увеличение показателей в образцах с ферментным комплексом по сравнению с контрольными при варьировании разных условий гидромодуля и продолжительности гидролиза, что подтверждает эффективность внесения ферментов. В результате проведенных исследований установлено, что содержание белка, углеводов и других компонентов варьируется в зависимости от условий процесса, наибольшее влияние оказывает содержание редуцирующих сахаров в жидкой части. Продолжительность ферментативного гидролиза оказывает большее влияние на степень деструкции углеводов, чем гидромодуль. Высокой степени гидролиза углеводов и высокому выходу белка способствуют условия ферментативного гидролиза нутовой муки — продолжительность 4 ч при гидромодуле 1/8. При этих условиях ферментативного гидролиза возможно получение белкового изолята высокой степени чистоты с содержанием белка 90 % в пересчете на сухое вещество

В последние годы интерес к продуктам, не содержащим глютен, растет во всех развитых странах мира. Изначально интерес к безглютеновой продукции возник именно как к продуктам, которые помогают решить конкретную медицинскую проблему — непереносимость проламина (глютена), однако со временем безглютеновые продукты стали восприниматься как более полезные для здоровья и способствующие похудению. Исследование компании Mintel показало, что основная часть потребителей — это люди, более тщательно заботящееся о своем здоровье. Однако важность поддержания правильного питания группой лиц, подверженных заболеванию целиакия, является основополагающим на протяжении всей их жизни. В статье представлены рецептуры хлеба, основой которых являются безглютеновые мучные смеси. Рекомендована рецептура, в состав которой входят мука из зеленой гречки, рисовая мука, картофельный крахмал, псиллиум, рисовая и гречневая закваски. Обосновано использование выбранного сырья с целью улучшения качества, как самого продукта, так и его влияния на здоровье потребителя. Изучена технология безглютенового хлеба на рисовой закваске. Результатом подбора рецептур, а также проведения исследования рекомендовано рецептурное соотношение компонентов для безглютенового хлеба на гречневой закваске: использование смеси овсяной и гречневой муки, воды и опары в соотношении 1,8:3:1, соответственно. Для устранения горечи образца хлеба в рецептуру рекомендуется вводить сахар в количестве 7,0±0,5 %. По результатам исследований показателей качества полученных образцов хлеба выбран режим ведения закваски при температуре 27±1 °С в течение 5,0±0,1 ч. Конечная кислотность закваски — 10,0±0,5 град. Разработаны режимы производства хлеба. Температура брожения теста должна составлять 27±1 °С, продолжительность брожения 5±0,5 ч. Режим выпечки: температура 180±5 °С, продолжительность 7±1 мин с паром, 25±3 мин без пара. Эти усовершенствования позволили устранить дефекты, связанные с неравномерной пористостью хлеба, отрывом корки и кислым привкусом и получить изделие с наиболее привлекательными для потребителя свойствами. Проведенные физико-химические исследования выпеченного хлеба по показателям влажности и кислотности подтвердили соответствие образцов ГОСТ Р 58233–2018

Дефицит полиненасыщенных жирных кислот может приводить к проблемам, связанным с сердечно-сосудистой системой, воспалительными заболеваниями, состоянием кожных покровов, суставов и многие другие. Для профилактики их недостатка рекомендуется вводить в рацион обогащенные продукты. Представлены результаты разработки конфет типа трюфель, обогащенных полиненасыщенными жирными кислотами омега-3 за счет введения масла рыжикового и пюре авокадо. С целью снижения количества добавленного сахара в продукте использовалось пюре финика. Разработанные конфеты типа трюфель отличались приятным легким привкусом авокадо и ореховым ароматом, придаваемым рыжиковым маслом, приобретали более нежную кремовую текстуру. Введение новых видов ингредиентов способствовало значительному сокращению продолжительности стабилизации разработанных кремовых масс перед формованием. Полученные данные оценки степени проявления видимых признаков микробиологической порчи позволили установить рекомендуемые сроки годности разработанных конфет типа трюфель при пониженной температуре от 0 до +2 °С не более 14 сут. Разработанные конфеты характеризуются сниженным в 1,7 и 1,5 раза содержанием жира, уменьшенной в 1,5 и 1,3 раза калорийностью, повышенным в 2,8 раз содержанием пищевых волокон для изделий из горького и темного шоколада соответственно. Покрывают 51,2 % суточной потребности взрослого человека в полиненасыщенных жирных кислотах семейства омега-3 для конфет на основе горького шоколада и 74,1 % для конфет на основе темного шоколада, в жирных кислотах семейства омега-6 — на 5,2 и 7,0 %, соответственно

Анемия — это состояние, при котором происходит снижение уровня гемоглобина (носителя кислорода в эритроцитах), что отрицательно сказывается на функционировании организма. Недостаток железа в организме человека является серьезной проблемой. В связи с этим, функциональные напитки, направленные на профилактику и компенсацию недостатка железа, представляют особую важность для здоровья людей. В исследовании проведен контент анализ пищевой продукции функциональных напитков для профилактики недостатка железа в организме человека для дальнейшей разработки рецептуры собственного продукта, отвечающего всем требованиям и предпочтениям потребителей. Материалами и методами для исследования являлись данные Единого реестра свидетельств о государственной регистрации и технологические методы. На сегодняшний день на рынке пищевой продукции существует 5039 видов напитков. Из их функциональных напитков на молочной основе — 3023 (60 %), на винной основе — 1208 (23,98 %), на соковой основе — 819 (16 %), с содержанием железа — 1 (0,02 %). На основе полученных данных была разработана рецептура соковой основы «Iron juice». Данная функциональный напиток содержит в своем составе следующие ингредиенты: сок яблочный из яблок сорта «Белый Налив», сок гранатовый из гранатов сорта «Иридана», бананы вяленый, сорбат калия, фруктоцим, гемоглобин свиной крови. При производстве использовались основные процессы, такие как: взвешивание, дробление, сортировка, мойка, прессование, процеживание, фильтрование, смешивание. В результате работы был разработан состав из компонентов, технология напитка и его функциональные показатели, которые должны присутствовать в функциональном напитке, а также рецептура функционального напитка

В статье представлен обзор явлений, связанных с отпарным газом (boil-off gas, BOG) и его параметрами в случае хранения сжиженного природного газа. Приведена история развития методов моделирования, используемых для прогнозирования BOG, представлены вычислительные методы, применяемые в настоящее время в данной отрасли. Рассматриваются три основные категории методов моделирования, используемых для прогнозирования отпарного газа: 1 — термодинамические модели на основе взаимосвязей между температурой, давлением и фазовыми изменениями; 2 — динамические имитационные модели, включая вычислительную динамику жидкости и газа (computational fluid dynamics, CFD); 3 — программные средства моделирования процессов, такие как Aspen HYSYS, MATLAB, ANSYS и др. Динамические имитационные модели отличаются более высокой точностью и могут описывать сложное поведение системы, но при этом требуется подробная системная информация, а процесс моделирования отличается большими вычислительными затратами и длительным временем расчета, что подходит для фундаментальных исследований, где точность имеет решающее значение. Термодинамические модели работают быстрее, но могут быть менее точными в детальном прогнозировании поведения системы, особенно в изменчивых условиях. Они хорошо подходят для рутинных оперативных прогнозов или систем с более простыми конфигурациями. Обзор и детальный анализ применения этих подходов к моделированию, призван помочь исследователям и специалистам отрасли в выборе наиболее подходящих моделей, основанных на сложности системы, желаемом уровне точности и доступных вычислительных ресурсах, обеспечивая оптимальные решения задачи снижения потерь на BOG и повышения операционной эффективности хранилищ

В представленной работе рассмотрены особенности изменения мгновенных параметров сжимаемого хладагента (R134а) за время цикла, обусловленные конструктивными и режимными параметрами тихоходного компрессора. Авторами осуществлен численный расчет параметров работы тихоходного холодильного компрессора в указанных диапазонах рабочих параметров и в сравнении с быстроходной машиной при работе на фреоне R134а. Проведенные численные расчеты холодильной тихоходной ступени на хладагенте R134а позволили осуществить анализ рабочего процесса и получить интегральные характеристики — коэффициент подачи, индикаторный изотермический КПД, холодильный коэффициент. Показана перспектива применения тихоходных машин, как альтернативная замена одно и многоступенчатых быстроходных холодильных компрессоров.

В статье рассматриваются методика подбора компонентов канальных приточно-вытяжных установок (ПВУ). Отличительной особенностью канальных приточно-вытяжных установок является многообразие конструкций однотипных блоков ПВУ. На основе каталогов нескольких производителей сформирована таблица составных блоков ПВУ. Анализ показал, что не все производители обладают программами по подбору оборудования и не у всех производителей имеется полный перечень блоков системы. Возникает необходимость оценить варианты, предлагаемые различными проектировщиками и выбрать лучший из них. Для решения задачи многокритериальной оптимизации в статье рассмотрены: метод весовых множителей, метод ограничений, метод приближения, метод отклонения (минимаксный). Для оценки ПВУ приняты следующие локальные критерии: стоимость ПВУ, расчетная мощность в условиях летней эксплуатации, расчетная мощность при зимней эксплуатации, общая масса, надежность. Для вычислительного эксперимента было сформировано восемь вариантов компоновки блоков нескольких производителей для установок с рекуперативным теплообменником. Сформирована таблица локальных критериев для рассматриваемых альтернативных вариантов и таблица весовых коэффициентов локальных критериев. Расчет коэффициентов проводился методом парного сравнения на основании оценок трех независимых экспертов. Приведены результаты вычисления аддитивной функции для вариантов ПВУ. Для метода приближения в качестве эталона принята виртуальная установка, локальные критерии которой являются лучшими из совокупности всех альтернативных вариантов. В заключении статьи приведен алгоритм решения оптимизационной задачи выбора компоновки блоков ПВУ.

В работе приведены результаты экспериментального и численного исследования тепломассопереноса при фазовом переходе твердое тело-жидкость в сферических колбах диаметром 66 мм с теплоаккумулирующим веществом — муравьиной кислотой. Эксперимент показал, что средняя величина плотности теплового потока составила порядка 750÷800 Вт/м2 и соответствует 15 мин времени осуществления процесса плавления. К этому моменту около 60 % веществ с фазовым переходом переходит в жидкое состояние. Экспериментальные и рассчитанные по нульмерной модели величины плотности теплового потока и объемной доли жидкой фазы муравьиной кислоты отличаются не более чем на 7 %. Неопределенность расчетного времени плавления веществ с фазовым переходом составляет около 10 %. Полученные в работе данные могут быть использованы для оценки параметров аккумуляторов холода с муравьиной кислотой в качестве теплоаккумулирующего вещества, расположенной в сферических контейнерах диаметром 66 мм. Результаты данных исследований показывают допустимость применения более быстрых нульмерных моделей для расчетов интенсивности теплообмена при плавлении веществ с фазовым переходом в сферических контейнерах и времени работы аккумуляторов холода контейнерного типа. Результаты работы могут найти применение в системах кондиционирования воздуха в помещениях при использовании аккумуляторов холода контейнерного типа с муравьиной кислотой для снятия пиковых нагрузок