Одной из главных задач прикладной гидродинамики является разработка способов снижения гидродинамического сопротивления при течении жидкостей в трубопроводных системах, в объемах технологических аппаратах и при случаях внешнего обтекания твердых тел. Для решения этих задач необходимо как можно более точное знание физических свойств исследуемых жидкостей. Известные методы экспериментального определения, наиболее важной величины — коэффициента динамической вязкости, в той или иной мере обладают известными недостатками. Рассматривается принципиально новый метод реологических исследований жидкости, а именно диссипативный, основанный на законе сохранения энергии. Суть метода заключается в том, что в процессе перемешивания высоковязких жидкостей, при движении жидкости в замкнутом, теплоизолированном объеме механическая энергия сил трения преобразуется в тепловую энергию, вызывая неизбежное повышение температуры во всем объеме. Показана взаимосвязь повышения температуры жидкости от ее вязкостных свойств и получена математическая зависимость, в которую введен критерий геометрического подобия диссипативных вискозиметров. Экспериментальная проверка предложенного метода выполнена на примере аппарата с механической мешалкой. Объект исследований — водный раствор глицерина с концентрацией 95 %. Расхождение между известным значением динамического коэффициента вязкости 0,523 Па·с и вычисленным по уравнению (24) — 0,525 Па·c не превышает 0,4 %, что указывает на достоверность приведенных теоретических рассмотрений. В дальнейшем предполагается экспериментальная проверка предложенного метода на неньютоновских жидкостях, а также на жидкостях, имеющих более сложный фазовый состав — микробиологических суспензиях
Разработка и проектирование высокоэффективных, универсальных конструкций тепло-массообменного оборудования, предназначенного для реализации современных технологий производства спиртовой и безалкогольной продукции невозможна без всестороннего изучения теплофизических свойств исходной рабочей среды в процессе ее трансформации в целевой продукт. Так, важнейшей и в то же время энергозатратной стадией процесса пивоварения является водно-тепловая обработки измельченного солода. Водно-тепловая обработка измельченного солода напрямую влияет на органолептические свойства пива и его объем. В данной работе представлены: методы и принципы исследования, а также основные результаты исследования теплофизических свойств солодовых суспензий. Исследовались суспензии, приготовленные из следующих фракций: <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 (1:2,5; 1:3; 1:3,5; 1:4; 1:5). Получены значения коэффициента теплопроводности, удельной теплоёмкости и коэффициента температуропроводности, для всех объектов исследований, при температуре 20 °C. На основании этих данных построены характеристики для всех исследованных объектов исследований, в которых отображено изменение теплофизических свойств от гидромодуля и фракционного состава. Установлено, повышение содержания воды в суспензии или выбор большего гидромодуля ведет к повышению коэффициента теплопроводности, коэффициента температуропроводности и удельной теплоемкости суспензии. При этом влияние среднего размера фракции на теплофизические свойства водно-солодовой суспензии является минимальным. Результаты исследований позволят существенно уточнить расчетные зависимости, связанные с разработкой и проектированием высокоэффективных, универсальных конструкций тепло-массообменного оборудования, предназначенного для реализации современных технологий производства спиртовой и безалкогольной продукции.
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