ТЕПЛОФІЗИЧНЕ ТЕСТУВАННЯ РЕОЛОГІЧНОГО ПОВОДЖЕННЯ СКЛАДНИХ РІДИННИХ СЕРЕДОВИЩ

  • С. Й. Ткаченко Вінницький національний технічний університет
  • Н. В. Паламарчук Вінницький національний технічний університет
  • Д. І. Денесяк Вінницький національний технічний університет
Ключові слова: теплообмін, ньютонівська рідина, неньютонівська рідина, реологічна крива, ефективна в’язкість, швидкість зсуву, віскозиметрія, теплофізичне тестування, реологічне поводження, складне середовище

Анотація

Запропоновано метод теплофізичного тестування складних рідинних середовищ для оцінки характеру їх поведінки (ньютонівської чи неньютонівської) в умовах, близьких до реальних теплотехнологічних процесів. Проаналізовані експериментальні результати взаємозв’язку еквівалентів ефективної в’язкості та швидкості зсуву в складних сумішах в складних теплогідродинамічних умовах.

Обґрунтовано доцільність запропонованого методу теплофізичного тестування поводження складних рідинних середовищ, які використовуються в теплотехнологічному обладнанні для переробки сільськогосподарської продукції, а також для утилізації відходів тваринницьких комплексів шляхом бродіння з виробництвом біогазу та добрив.

Проведено аналіз існуючих літературних джерел щодо визначення реологічних властивостей в’язких рідинних середовищ, теплофізичні та реологічні характеристики яких не вивчені або вивчені частково. Розглянуто віскозиметричні та реометричні методи тестування складних рідин. В умовах неізотермічної віскозиметрії намагаються виключити вплив ефекту саморозігріву на показники, що визначаються, або використовувати цей ефект для визначення реологічних параметрів в залежності від температури. Використовуючи результати ротаційної віскозиметрії, вводячи істотні спрощення, створюються математичні моделі теплових та гідродинамічних розрахунків. Для гідравлічних розрахунків такий підхід прийнятний на відміну від теплових. Для оцінки коефіцієнта тепловіддачі до складного полікомпонентного багатофазного рідкого середовища, необхідно спочатку ідентифікувати його поведінку, характерну для ньютонівської рідини або структурованої неньютонівської.

Показано доцільність поєднання віскозиметричних та реометричних методів з теплофізичними для оцінки поведінки рідинних середовищ. Метод можна розцінювати як можливу альтернативу ротаційної віскозиметрії, оскільки він враховує напруження зсуву і градієнти швидкостей зсуву, які виникають від спільного впливу температурного перепаду і механічного збурення в середовищі. Використання цього методу в умовах, близьких до реальних технологічних, може прискорити впровадження результатів традиційних досліджень неньютонівських рідин у інженерну практику.

Біографії авторів

С. Й. Ткаченко, Вінницький національний технічний університет

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри теплоенергетики

Н. В. Паламарчук, Вінницький національний технічний університет

канд. техн. наук, доцент кафедри теплоенергетики

Д. І. Денесяк, Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри теплоенергетики

Посилання

С. И. Ткаченко, Н .В. Пишенина и Т. Ю. Румянцева, «Исследование процессов теплообмена в реонестабильных смесях органического происхождения,» Инженерно-физический журнал, том 87, № 3. с. 700-707, 2014.

Н. В. Пишенина, «Теплообмен в сложных смесях в условиях естественной конвекции,» Современные технологии, материалы и конструкции в строительстве. Научно-технический сборник, № 2, с. 124-131, 2011.

С. И. Ткаченко и Н. В. Пишенина, «Метод определения интенсивности теплообмена в реонестабильных смесях,» Современные технологии, материалы и конструкции в строительстве. Научно-технический сборник, № 2, с. 78-87, 2012.

С. И. Ткаченко, «Методы и средства снижения неопределенностей оценки интенсивности теплообмена в сложных смесях», Вестник Национального технического университета «Харьковский политехнический институт». Научно-технический сборник. Серия: Энергетические и теплотехнические процессы и оборудование, № 12(1055), с. 116-126, 2014.

А. Я. Малкин и А. Е. Чалых, Диффузия и вязкость полимеров. Методы измерения. Москва: Химия, 1979.

Ю. Е. Пивинский, Реология дилатантных и тиксотропных дисперсных систем. Санкт-Петербург, 2001.

П. Ф. Овчинников, Н. В. Круглицкий и Н. В.Михайлов, Реология тиксотропных систем. Киев: Наукова думка, 1972.

Г. Б. Фройштетер, С. Ю. Данилевич, и Н. В. Радионова, Течение и теплообмен неньютоновских жидкостей в трубах. Киев: Наукова думка, 1990.

С. И. Кузьмин, «Теплообмен и трение в реологических системах с учетом переменной вязкости жидкости,» дис. канд. техн. наук : спец. 01.04.14, Астраханский государственный технический университет, Астрахань, 2005.

С. С. Кутателадзе, Е. М. Хабахпашева, В. Б. Лемберский и В. И. Попов, Некоторые вопросы гидродинамики и теплообмена структурно-вязких сред. Тепло- и масообмен в неньютоновских жидкостях. Москва: Энергия, 1968.

З. Ю. Шульман, Конвективный тепломассоперенос реологически сложных жидкостей. Москва: Энергия, 1975.

А. А. Семеновский, Бесподстилочный навоз и его использование для удобрения. Москва: Колос, 1978.

А. Н. Тропин «Повышение эффективности работы самотечной системы удаления навоза путем оптимизации ее конструктивных и технологических параметров», автореф. дис. канд. техн. наук. Санкт-Петербург-Павловск: Государственное научное учреждение Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии, 2011.

В. А. Кузин и А. Н. Ковальчук, «Выбор элементов поточной технологической линии удаления навоза для фермерских хозяйств,» Материалы международной заочной научной конференции 15 октября 2010 г. «Проблемы современной аграрной науки,” Красноярский государственный аграрный университет. Красноярск, 2011.

Опубліковано
2018-08-31
Як цитувати
[1]
С. Ткаченко, Н. Паламарчук, і Д. Денесяк, ТЕПЛОФІЗИЧНЕ ТЕСТУВАННЯ РЕОЛОГІЧНОГО ПОВОДЖЕННЯ СКЛАДНИХ РІДИННИХ СЕРЕДОВИЩ, Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 4, с. 46-53, Сер 2018.
Номер
Розділ
Енергетика та електротехніка