Статті
Постійне посилання колекціїhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7522
Переглянути
16 результатів
Результати пошуку
Документ Determining the parameters of demarcation of heat exchange modes in the film during vaporization(2023) Петренко, Валентин Петрович; Пилипенко, Олексій Юрійович; Рябчук, Олександр Миколайович; Наливайко, Максим ЄвгенійовичIntroduction. The purpose of the research is to analytically determine the parameters of the separation of two characteristic modes of heat transfer to the boiling film under the condition of its cyclic mixing by large waves, which takes place in the long pipes of film evaporators of the sugar industry. Materials and methods. Analytical methods of analysis of heat transfer processes in flowing laminar and turbulent films of liquids during vaporization are applied in the study. Results and discussion. Mathematical modeling of the temperature field in a liquid flowing down the vertical surface of a boiling film with a developed wave structure in the presence of an accompanying vapor flow at the time of the appearance of a temperature gradient at the film-vapor interfacial surface was carried out. The perturber of cyclic temperature fluctuations in the film in long channels are large low-frequency waves that roll along the interfacial surface. The limiting curve for separating heat transfer modes in the film is obtained on the basis of the approximate solution of the differential equation of heat conduction with a convective term for both laminar and turbulent modes of film motion using the algebraic form of dependence for turbulent viscosity in the film provided under the condition of zero temperature gradient on the surface of the film. As a result of solving the problem, an analytical expression was obtained, which is the initial condition of the boundary value problem of heat transfer in a boiling film, which arises at the moment of stirring the film by a large wave. It was found that with a change in the volume density of irrigation from 0.0001 to 0.0005 m2/s, the length of the film run, during which the heat exchange mode changes, is 50–140 mm for laminar films and 10–35 mm for turbulent films, respectively. Conclusions. From the equations of convective heat conduction for laminar and turbulent films under the condition of zero temperature gradient on the surface of the film, expressions are obtained that are the initial conditions of the boundary value problem of heat exchange in a boiling film, which occurs at the time of mixing of the film by a large wave.Документ Ecological packaging materials for bakery and confectionery products based on a new pectin modification(2022) Shulga, Oksana; Hrybkov, Serhii; Shulga, SergiiPectin is advisable to be used for biodegradable film production. There are a lot of types of modified pectin, but its modification potential has not yet been exhausted. Materials and methods. Pectin, polyvinyl alcohol (PVA, E 1203), glycerol (E 422), oleic acid were used in this study. The vapor permeability of the film was determined according to BS EN 12086:1997. The physical and mechanical properties (strength and elongation) of the films were determined on the TIRAtest-2151 universal testing machine. Infrared (IR) spectroscopy was performed on a Nexus-475 Nicolet device.Документ Тепловіддача при випаровувальному концентруванні розчинів у вертикальних низхідних кільцевих потоках(2018) Петренко, Валентин Петрович; Прядко, Микола Олексійович; Рябчук, Олександр Миколайович; Глоба, Олександр ВікторовичУ статті наведено результати моделювання теплообміну в догрітих до температури насичення плівках розчинів, що рухаються по вертикальній поверхні труб як у режимі випаровування з міжфазної поверхні, так і поверхневого кипіння, як в умовах вільного стікання, так і за наявності швидкісного парового ядра в діапазоні зміни режимних параметрів, характерних для роботи випарних установок цукрових заводів та ВУ з концентрування фруктових соків. Фізичне моделювання виконано на експериментальному стенді з незалежним формуванням в кип’ятильному каналі витрат фаз і теплового потоку, а також на установках, що моделюють реальні умови концентрування розчинів у плівкових випарних апаратах. Як модельні рідини використані: вода, цукрові розчини, концентрацією до 72%, яблучний сік, концентрацією до 70%. Об’ємна щільність зрошення змінювалась від 0,05 10-3 до 0,6 10-3 м2/с, швидкість пари — до 40 м/с, розрідження — до 0,85 бар, тепловий потік — до 60 кВт/м2. Геометрія експериментальних каналів охоплює діапазон довжин від 1,8 до 9 м, діаметрів — від 20 до 32 мм. Аналіз отриманих даних, а також даних інших авторів дав змогу виявити вплив на тепловіддачу до плівок і режимних параметрів, і геометричних характеристик труб, а також сформулювати умови переходу до поверхневого кипіння. Критерієм переходу до поверхневого кипіння на теплообмінній поверхні з певним розміром мікротріщин в умовах гравітаційного стікання із супутним рухом парового ядра прийнята величина мінімально допустимого перегріву стінки, за якого розвиваються парові бульбашки, розрахованого на основі співвідношень Лапласа та Клапейрона-Клаузіуса. Виявлено особливості впливу швидкості пари на корисний температурний напір між стінкою труби та плівкою концентрованого розчину. Розраховано співвідношення для коригування корисного температурного напору, розрахунку теплового потоку до кільцевих низхідних парорідинних потоків розчинів, а також узагальнюючі співвідношення для інженерних розрахунків коефіцієнтів тепловіддачі в трубах вертикальних плівкових випарних апаратів. Наведено результати розрахунків за отриманими співвідношеннями розподілу теплового потоку по висоті довгих кип’ятильних труб та зроблено порівняння результатів розрахунку з експериментальними даними для води та яблучних сиропів. The results of modeling heat transfer in liquid films of solutions heated to the saturation temperatures, flowing down over vertical cylindrical surfaces are presented. The experiments deal with the films evaporating from the interphase surface and in the regime of surface nucleate boiling. The films are studied in a regime of free falling and in the presence of co-current steam core. The range of regime parameters covered in the experimentation is characteristic for the working parameters of film evaporators of sugar industry and concentration of fruit juices. Experimental stand allowed an independent phase injection which enabled creation of any possible wavy structure on the falling film surface as well as formation of films with a wide range of film thickness. As modelling solutions are used: water, sugar solutions concentration up to 72%, apple juice concentration up to 70%. The volumetric liquid flux changed from 0,05 10-3 up to 0,6 10-3 m2/s, speed pair — up to 40 km/s, underpressure — up to 0,85 bar, a thermal stream — up to 60 kVt/m2. The geometry of experimental channels covers a range of lengths from 1,8 up to 9 m, diameters — from 20 up to 32 mm. The analysis of data obtained by the authors along with those available in the literature allowed to formulate principal factors affecting mechanism of heat transfer to liquid films in the both patterns of evaporation, formulate the conditions of transition to surface nucleate boiling which occur in pipes of different diameters. The criterion for the transition to surface boiling on a heat exchange surface with a certain size of microcracks in conditions of gravitational flow with a co-current steam flow is the value of the minimal allowable wall overheating at which vapor bubbles develop, calculated on the basis of the Laplace and Clapeyron-Clausius relationships. The peculiarities of the influence of the steam velocity on the useful temperature pressure between the pipe wall and the film of the concentrated solution are revealed, the relationships for the correction of the useful temperature pressure and the calculation of the heat flux to annular down-flowing liquid films of solutions are presented. The results of calculations for the obtained ratios of the distribution of heat flux over the height of long boiling pipes and the comparison of the calculation results with the experimental data for water and apple syrups are presented.Документ Моделювання теплообміну у вільно стікаючих слаботурбулентних плівках рідини під час пароутворення(2020) Петренко, Валентин Петрович; Прядко, Микола Олексійович; Рябчук, Олександр Миколайович; Цьось, Андрій ЛеонідовичУ статті здійснено моделювання теплогідродинамічних процесів у догрітих до температури насичення стікаючих по вертикальній поверхні турбулентних плівках рідини в режимі вільного стікання під час пароутворення на основі запропонованої нової алгебраїчної моделі турбулентної в’язкості. Виконано порівняльний аналіз відомих алгебраїчних моделей турбулентності для плівкових течій, означені їхні переваги та недоліки під час моделювання теплогідродинамічних процесів у плівках. Фізичне моделювання процесів теплообміну виконано в трубах із нержавіючої сталі діаметром 22-1 мм довжиною 1,8 м та 221,5 мм довжиною 9 м, поділених на окремі ділянки довжиною 400 мм. Об ’ємна щільність зрошення змінювалась у діапазоні 0,05...0,551(Ґ3 м2/с в трубі діаметром 20 мм, та 0,05... 1,910г3 м2/с — в трубі діаметром 20 мм. Модельними рідинами виступала вода та цукрові розчини масовою концентрацією до 50% в стані насичення під атмосферним тиском. Нагрівання здійснювалось сухою насиченою парою. На основі запропонованої моделі турбулентності з рівнянь теплоперене- сення та збереження імпульсу отримано аналітичні вирази для температурного та швидкісного профілей у плівці, і відповідні інтегральні теплогідроди- намічні характеристики для режиму тепловіддачі, що характеризується як випаровування з міжфазної поверхні. Отримано вираз для розподілення турбулентної в ’язкості в плівці, в якому враховано як вплив режимних параметрів, так і геометричного фактора при збереженні базової форми профілю. Виконано порівняння результатів розрахунку теплогідродинамічних параметрів плівкової течії з експериментальними даними з тепловіддачі як для плівок води, так і цукрових розчинів у режимі випаровування з міжфазної поверхні. The simulation of thermohydrodynamic processes in evaporating flowing along vertical surface of turbulent liquid films in the free motion mode is carried out on the basis of the proposed new algebraic turbulence model. A comparative analysis of the known algebraic turbulence models for film flows is carried out, their advantages and disadvantages are determined when modeling thermohydrodynamic processes in a film Physical modeling of heat transfer processes was performed in stainless steel pipes with a diameter of 22 • 1 mm, 1.8 m long and 33 1.5 mm, 9 m long, divided into separate sections of 400 mm long. The bulk density of irrigation varied in the range of 0.05... 0.55 TO 3 m2/s in a pipe with a diameter of 20 mm and 0.05... 1.9 TO-3 m2/s in a pipe with a diameter of 30 mm. Model liquids were water and sugar solutions with a mass concentration of up to 50% in a state of saturation under atmospheric pressure. Heating was carried out with dry saturated steam. On the basis of the proposed model of turbulence, analytical expressions for the temperature and velocity profiles in the film were obtained from the heat transfer and momentum equations, and the corresponding integral thermohydrodynamic characteristics for the heat transfer mode, which is characterized as evaporation from the interfacial surface. An expression was obtained for the distribution of turbulent viscosity in a film, which takes into account both the influence of regime parameters and the geometric factor on the intensity of turbulence in the core of the film while maintaining the shape of the basic profile of turbulent viscosity. An expression was obtained for the distribution of turbulent viscosity in the film, which takes into account both the influence of mode parameters and the geometric factor while maintaining the basic shape of the profile. The results of the calculation of the thermohydrodynamic parameters of the film flow are compared to the experimental data on heat transfer for both water and sugar solutions in the mode of evaporation from the interfacial surface.Документ Intensification of cooling of tubular blown polymeric packing films with the flowing-down liquid film(2018) Mikulonok, Ihor; Petukhov, Arkadii; Gapon, Viktor; Gavva, Oleksandr M.Introduction. Analytical and natural researches of process of cooling of a packing film of low density polyethylene (LDPE; high pressure polyethylene) are conducted by the flowing-down water film. Material and methods. Pilot studies of cooling of the film are conducted at the following parameters: film type – flat; speed of the film – 0.03–0.50 m/s; sizes of the slot-hole distributor of a water film: slot size – 0.4–0.8 mm, slot width – 300 mm; temperature of the cooling water – 15–40 °C. Rational parameters of process of cooling are determined on the basis of mathematical modeling. Results and discussion. Parameters of a liquid film change only on an entrance zone and depend on liquid concentration, speed of the polymeric tube and initial distribution of speed of the liquid at the exit from a distributive ring. At high values of liquid concentration (Re>20000) only the wall layer of liquid participates in heat exchange. For the film from LDPE its external surface hardens at distance about 0.01 m from the beginning of contact with water, and an internal surface – at distance about 0.10–0.15 m. Therefore the ring for distribution of liquid needs to be established after the termination of a blowing zone of the polymeric tubular workpiece. It is also necessary to provide the steady movement of a continuous liquid film on an external surface of a polymeric tube on length to 0.2 m from the beginning of contact of liquid from the polymeric film. Temperature of the cooling water in the range of 20–60 °C significantly does not influence both intensity of cooling process, and physical-mechanical properties of the produced polymeric film. For thick films from LDPE (thickness more than 200 μm) and over 1 m wide intensity of cooling is limited to the critical liquid concentration. For practical application of the received results the nomogram for determination of volume liquid concentration of the cooling water, and also volume productivity of the technological line depending on the sizes of a ready tubular blown polymeric film is offered. Conclusion. The scientific value of results consists in definition of rational conditions of application of liquid cooling of the tubular blown polymeric films produced by extrusion. Вступ. Аналітичні та природні дослідження процесу охолодження пакувальної плівки з поліетилену низької щільності (ПВД; поліетилен високого тиску) проводяться проточною водою. Матеріал і методи. Пілотні дослідження охолодження плівки проводяться за наступними параметрами: тип плівки - плоский; швидкість плівки - 0,03–0,50 м / с; розміри щілинного розподільника водяної плівки: розмір прорізу - 0,4–0,8 мм, ширина щілини - 300 мм; температура охолоджуючої води - 15–40 ° С. На основі математичного моделювання визначаються раціональні параметри процесу охолодження. Результати і обговорення. Параметри плівки рідини змінюються тільки на вхідній зоні і залежать від концентрації рідини, швидкості полімерної труби і початкового розподілу швидкості рідини на виході з розподільного кільця. При високих значеннях концентрації рідини (Re> 20000) в теплообміні бере участь тільки стіновий шар рідини. Для плівки з ПВД її зовнішня поверхня твердне на відстані близько 0,01 м від початку контакту з водою, а також внутрішня поверхня - на відстані близько 0,10–0,15 м. Тому кільце для розподілу рідини необхідно встановлювати після закінчення зони продувки полімерної трубчастої заготовки. Необхідно також забезпечити стійке переміщення плівки безперервної рідини на зовнішній поверхні полімерної трубки по довжині до 0,2 м від початку контакту рідини з полімерною плівкою. Температура охолоджуючої води в діапазоні 20–60 ° C істотно не впливає як на інтенсивність процесу охолодження, так і на фізико-механічні властивості виробленої полімерної плівки. Для товстих плівок з ПЕНЩ (товщиною більше 200 мкм) і понад 1 м ширина інтенсивності охолодження обмежується критичною рідиною концентрація. Для практичного застосування отриманих результатів пропонується номограма для визначення об'ємної концентрації рідини охолоджуючої води, а також об'ємної продуктивності технологічної лінії в залежності від розмірів готової трубчастої видувної полімерної плівки. Висновок. Наукова цінність результатів полягає у визначенні раціональних умов застосування рідинного охолодження трубчастих видувних полімерних плівок, отриманих екструзією.Документ Моделювання теплогідродинамічних процесів в киплячих низхідних кільцевих потоках цукрових розчинів(2015) Петренко, Валентин Петрович; Рябчук, Олександр Миколайович; Пилипенко, Олексій Юрійович; Мирошник, Марія МиколаївнаНаведені результати моделювання теплообміну та міжфазного тертя в режимах випаровування з вільної поверхні та кипіння в низхідних кільцевих потоках води та цукрових розчинів, надані відповідні рівняння для їх розрахунку.Results of modelling of heat exchange and interphase friction in modes of evaporation from a free surface and boiling in descending ring streams of water and sugar solutions are presented, the corresponding equations for their calculations are inducedДокумент Теплоперенесення в плівках яблучного соку(2005) Глоба, Олександр Вікторович; Прядко, Микола Олексійович; Глоба, В. З.; Форсюк, Андрій ВасильовичНаведено результати досліджень взаємозв’язку плівкових течій і тепловіддачі під час випаровування та кипіння низхідних плівок яблучного соку у вертикальній трубі в діапазоні режимних параметрів і концентрацій соку, для яких наявні результати дослідження досить обмежені й суперечливі. Одержані дані потрібні для уточнення науково-обгрунтованих підходів до створення випарних установок фруктових соків. Results of investigations of the relationship film flows and heat transfer during evaporation and boiling downstream films apple juice in a vertical tube in the range of regime parameters and concentrations for which the available research results are limited and contradictory data obtained are needed to clarify the evidence-based approaches to the creation of evaporators fruity juices.Документ Особливості моделювання теплоперенесення в турбулентних плівках рідини за супутнього потоку пари(2007) Василенко, Сергій Михайлович; Ващук, Тимофій Олександрович; Бондар, Володимир Іванович; Шутюк, Віталій ВолодимировичПроведено аналіз турбулентного теплоперенесення в плівках рідини кільцевих потоків. Показано, що існуючі моделі турбулентного перенесення біля поверхні “рідина-газ” не є адекватними фізичній картині процесу. The analysis of turbulent of heat transfer in turbulent films of liquids of ring streams is lead. It is shown, that existing models of turbulent heat transfer near a surface “liquid-gas” does not answer physics of process.Документ Термодинамічний аналіз підігрівників і теплообмінників цукрового виробництва(2012) Самійленко, Сергій Миколайович; Василенко, Сергій Михайлович; Буляндра, Олексій Федорович; Штангеєв, Костянтин Остапович; Шутюк, Віталій ВолодимировичРозглянута двомірна модель розвитку концентраційного поля в ламінарній плівці рідини при випаровуванні розчинника із вільної поверхні. The two-dimensional model of a concentration field development within a laminar film of a liquid at the evaporation of solvent from a free surface is proposedДокумент Моделювання теплоперенесення в циліндричних турбулентних струменях рідини(2011) Василенко, Сергій Михайлович; Шумило, К. О.; Бондар, Володимир Іванович; Шутюк, Віталій ВолодимировичРозроблено математичну модель теплоперенесення в циліндричних турбулентних струменях рідини. В основу моделі покладено гіпотезу пригнічення турбулентності біля поверхні поділу рідина-пара поверхневим натягом, що враховується введенням поняття чергованості турбулентності. Modeling of heat transfer in cylindrical turbulent jets of liquid. A mathematical model of heat transfer in cylindrical turbulent jets of liquid. The basis of the hypothesis of suppression of turbulence near the interface liquid-vapor surface tension are accounted for by introducing the concept of intermittent turbulence.