О равновесии и устойчивости псевдоожиженного слоя, как термодинамической системы

Автор: Шишацкий Ю.И., Толстов С.А., Дерканосова А.А., Рындин А.А.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Процессы и аппараты пищевых производств

Статья в выпуске: 2 (88), 2021 года.

Бесплатный доступ

Перевод дисперсного слоя в псевдоожиженное состояние позволяет интенсифицировать процесс сушки. Небольшой размер частиц приводит к увеличению поверхности их контакта с теплоносителем при сравнительно невысоком гидродинамическом сопротивлении. Перечислены другие положительные качества псевдоожижения, что весьма существенно при проведении экзотермических процессов. Поведение псевдоожиженного слоя изучалось нами в процессе сушки. Приведена кривая псевдоожижения свекловичной стружки. Взвешенное состояние материала наступало при равенстве сил гидродинамического слоя весу всех его частиц, приходящихся на единицу площади поперечного сечения рабочей камеры. Отмечена область существования псевдоожиженного слоя. В этой области движение потока было относительно равновесным (псевдоожиженным). На поверхности слоя отмечались небольшие волны с различной частотой и амплитудой колебаний, а также со спонтанными флуктуациями. Такой режим работы достигался в результате исследования конструкций опорно - газораспределительной решетки и сушильной камеры. Исследован профиль скоростей потока в рабочей камере. Установлено эффективное выравнивание скоростей с помощью плоских штампованных решеток. Результаты подтвердились спектрами потока в рабочей камере сушки. Рассмотрены колебания на свободной поверхности псевдоожиженного слоя. Записано уравнение Эйлера, которое дало возможность в результате различных преобразований получить формулу для расчета частоты колебаний псевдоожиженного слоя. Проведенные исследования позволили установить режимыпсевдоожиженния, в определенной степени минимизирующие неоднородность слоя, что имеет существенное практическое значение. Однако режимные параметры требуется корректировать в зависимости от вида высушиваемого материала и других показателей. Результаты исследования не затушевывают общие положения неравновесной термодинамики. Псевдоожиженный слой не может находиться в равновесном состоянии, поскольку очевиден перенос субстанций: энергии, массы и импульса. Корректно рассматривать псевдоожиженный слой как неустойчивый. В слое всегда существуют малые и спонтанные флуктуации. Отсутствие условий их затухания становятся условием неустойчивости процесса.

Еще

Псевдоожиженный слой, исследования, результаты, равновесие, устойчивость

Короткий адрес: https://readera.org/140261166

IDR: 140261166   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2021-2-56-60

Список литературы О равновесии и устойчивости псевдоожиженного слоя, как термодинамической системы

  • Базаров И.П. Термодинамика. СПб.: «Лань», 2010. 384 с.
  • Романков П.Г., Фролов В.Ф., Флисюк О.М. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи). Химиздат, 2017. 544 с.
  • Иванчина Э.Д., Белинская Н.С., Ивашкина Е.Н., Чернякова Е.С. Системный анализ процессов и аппаратов химической технологии. 2019.
  • Романков П.Г., Фролов В.Ф., Флисюк О.М. Массообменные процессы химической технологии. 2017.
  • Шишацкий Ю.И., Никель С.А. Научное обеспечение процессов сушки и набухания осветленного свекловичного жома в технологии пектина и пищевых волокон. Воронеж, 2015. 175 с.
  • Hyeon C., Hwang W. Physical insight into the thermodynamic uncertainty relation using Brownian motion in tilted periodic potentials // Physical Review E. 2017. V. 96. № 1. P. 012156. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.96.012156
  • Solon A.P., Stenhammar J., Cates M.E., Kafri Y. et al. Generalized thermodynamics of motility-induced phase separation: phase equilibria, Laplace pressure, and change of ensembles // New Journal of Physics. 2018. V. 20. № 7. P. 075001.
  • Hansen F.A., Pedersen-Bjergaard S. Emerging extraction strategies in analytical chemistry // Analytical chemistry. 2019. V. 92. № 1. P. 2-15. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b04677
  • Zhang Q.W., Lin L.G., Ye W.C. Techniques for extraction and isolation of natural products: A comprehensive review // Chinese medicine. 2018. V. 13. № 1. P. 1-26. https://doi.org/10.1186/s13020-018-0177-x
  • Saini R.K., Keum Y.S. Carotenoid extraction methods: A review of recent developments // Food chemistry. 2018. V. 240. P. 90-103. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.07.099
  • Armenta S. et al. Green extraction techniques in green analytical chemistry // TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2019. V. 116. P. 248-253. https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.03.016
  • Bleakley S., Hayes M. Algal proteins: extraction, application, and challenges concerning production // Foods. 2017. V. 6. № 5. P. 33. https://doi.org/10.3390/foods6050033
  • Anjomshoae S.T., Rahim M.S.B.M. Feature extraction of overlapping hevea leaves: A comparative study // Information processing in agriculture. 2018. V. 5. № 2. P. 234-245. https://doi.org/10.1016/j.inpa.2018.02.001
  • Veneziani G. et al. Extra-virgin olive oil extracted using pulsed electric field technology: Cultivar impact on oil yield and quality // Frontiers in nutrition. 2019. V. 6. P. 134. https://doi.org/10.3389/fnut.2019.00134
  • Deflaoui L., Setyaningsih W., Palma M., Mekhoukhe A. et al. Phenolic compounds in olive oil by solid phase extraction-Ultra performance liquid chromatography-Photodiode array detection for varietal characterization // Arabian Journal of Chemistry. 2021. V. 14. № 4. P. 103102. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2021.103102
  • Hewavitharana G.G. Perera D.N., Navaratne S.B., Wickramasinghe I. Extraction methods of fat from food samples and preparation of fatty acid methyl esters for gas chromatography: A review // Arabian J. Chem. 2020. V. 13. № 8. P. 6865-6875. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2020.06.039
  • Чащин В.П., Гудков А.Б., Попова О.Н., Одланд Ю.О. и др. Характеристика основных факторов риска нарушений здоровья населения, проживающего на территориях активного природопользования в Арктике // Экология человека. 2014. №. 1. С. 3-12.
  • Раскина Т.А., Пирогова О.А., Зобнина О.В., Пинтова Г.А. Показатели системы остеокластогенеза у мужчин с различными клиническими вариантами анкилозирующего спондилита // Современная ревматология. 2015. Т. 9. №. 2. С. 23-27. https://doi.org/10.14412/1996-7012-2015-2-23-27
  • Кондратьев В. Глобальная фармацевтическая промышленность. URL: http://perspektivy.info/rus/ekob globalnaja_farmacevticheskaja_promyshlennost_2011-07-18.html
  • ГОСТ 8.586.5-2005. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Методика выполнения измерений. М.: Стандартинформ, 2007.
Еще
Статья научная