شبیه سازی عددی اندیس کشندگی و زمان تکمیل فرآیند حرارتی طی استریلیزاسیون اسپتیک سیال غیر نیوتنی تحت تأثیر سرعت جریان سیال و قطر مبدل حرارتی دو لوله‌ای

نویسندگان

1 گروه مهندسی بیوسیستم- دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

doi
10.22034/fr.2023.51783.1838
چکیده

زمینه مطالعاتی: به منظور اطمینان از اینکه سیال خوراکی طی فرآیند حرارتی اسپتیک دمای لازم را دریافت می‌کند، از شبیه‌سازی‌های عددی برای ارزیابی درجه حرارت و میزان کشندگی استفاده می‌شود. هدف: در این مقاله از شبیه-سازی عددی برای بررسی میزان کشندگی و توزیع دما درون یک سیال غیرنیوتنی با دمای حرارتی شکسته استفاده شد. روش کار: برای این منظور دو فاکتور سرعت ورودی سیال (m/s 0/5 و 1) و قطر مبدل (لوله داخلی cm4 و 8( مورد بررسی قرار گرفتند. محاسبات مربوط به کشندگی و F فرآیند همزمان با شبیه‌سازی در نرم افزار کامسول انجام شدند. روش آلفای عمومی و فواصل زمانی اویلر برگشتی برای حل معادلات به کار گرفته شدند. نتیجه: تغییرات قطر مبدل لوله‌ای و سرعت ورودی سیال خوراکی اثر معناداری در میزان کشندگی وF فرآیند داشته‌اند. با کاهش سرعت ورودی سیال، میزان کشندگی فرآیند اسپتیک افزایش یافت. زمانیکه قطر لوله داخلی مبدل cm 4 در نظر گرفته شد، میزان کشندگی در سرعت کم‌تر، تقریباً سه برابر افزایش یافت. در حالیکه در قطر cm 8 این میزان 6/5 برابر شد که رقم قابل توجهی می‌باشد. ویسکوزیته در ابتدای لوله مبدل ابتدا افزایش یافته و سپس کاهش می‌یابد. این به خوبی تغییرات ویسکوزیته سوسپانسیون نشاسته در اثر ژلاتینه شدن را نشان می‌دهد. در حالتی که قطر لوله و سرعت حرکت سیال درون آن افزایش یافت، افزایش ویسکوزیته در کل مسیر دو متری لوله مشاهده شده است. نتیجه‌گیری نهایی: نتایج نشان دادند هر دو فاکتور اثر معناداری بر توزیع انتقال حرارت، میزان کشندگی و F فرآیند اسپتیک داشتند.