Гидравлический расчет системы подачи плавленого сыра кулачковым насосом
Автор: Ахмедова Н.Р., Левичева О.И., Наумов В.А.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Технология продовольственных продуктов
Статья в выпуске: 6, 2024 года.
Бесплатный доступ
Цель исследования - разработать метод расчета системы непрерывной подачи высоковязких пищевых масс с учетом характеристик трубопровода, кулачкового насоса и реологических параметров перекачиваемой пищевой жидкости. В работе рассматривалась система подачи плавленого сыра с реологическими параметрами при температурах от 55 до 95 °С. В результате гидравлического расчета с использованием опубликованных данных установлено: 1) расчет эффективной динамической вязкости μE по формуле Оствальда с найденными значениями параметров дает результаты очень близкие к экспериментальным данным, полученным из открытых источников; 2) зависимость затраченной мощности N от давления линейная, от частоты вращения ротора n - параболическая, от безразмерного коэффициента динамической вязкости μ - степенная; 3) безразмерный коэффициент динамической вязкости μ по-разному влияет на производительность Q и мощность N: при больших значениях μ влияние на Q снижается, а на N, наоборот, возрастает; 4) с ростом вязкости перекачиваемой жидкости показатели энергетической эффективности кулачкового насоса сначала улучшаются (гидравлический коэффициент полезного действия насоса η увеличивается, показатель удельных энергетических затрат E уменьшается), а затем начинают ухудшаться. Построена характеристика технологического трубопровода (зависимость потребного давления от расхода перекачиваемого плавленого сыра) с заданными длиной L, местными сопротивлениями, статическим давлением PC для трех значений внутреннего диаметра. Предложен метод, позволяющий определить параметры работы системы подачи жидких пищевых продуктов в рабочей точке с учетом влияния его вязкости (на примере перекачивания плавленого сыра).
Кулачковый насос, плавленый сыр, высоковязкие пищевые массы, гидравлический расчет
Короткий адрес: https://sciup.org/140306708
IDR: 140306708 | DOI: 10.36718/1819-4036-2024-6-146-156
Список литературы Гидравлический расчет системы подачи плавленого сыра кулачковым насосом
- Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов: монография. М.: Пищевая промышленность, 1979. 382 с.
- Мачихин Ю.А., Мачихин С.А. Инженерная реология пищевых материалов: монография. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 216 с.
- Steffe J.F. Rheological methods in food process engineering: monograph. Michigan: Freeman Press, 1996. 418 р.
- Наумов В.А. Оценка влияния вязкости жидких пищевых продуктов на нагрузочные характеристики одновинтовых насосов // Техника и технология пищевых производств. 2021. Т. 51, № 2. С. 290-300. DOI: 10.21603/ 2074-9414-2021-2-290-300.
- Akhmedova N.R., Levicheva O.I., Naumov V.A. Calculation algorithm for non-stationary pumping of liquid foodstuffs by a centrifugal pump with an open impeller // Journal of Physics: Conference Series. 2022. 2373 072001. DOI: 10.1088/1742-6596/2373/7/072001.
- Kang Y., Vu H., Hsu C. Factors impacting on performance of lobe pumps: A numerical evaluation // Journal of Mechanics. 2012. Vol. 28(2), P. 229-238.
- Malael I., Costea F., Draghici M. Flow evaluation of the lobe pump using numerical methods // Applied Physics, System Science and Computers III. 2019. Vol. 574. Springer, P. 301309.
- Li Y.B., Du J., Guo D.S. Numerical research on viscous oil flow characteristics inside the rotor cavity of rotary lobe pump // Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2019. Vol. 41, P. 1-11.
- Akhmedova N.R., Levicheva O.I., Naumov V.A. Influence of liquid food products viscosity on lobe pump performance (case of pumping fish oil) // Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Fishing Industry try. 2022. № 3. P. 74-81.
- Dimitreli G., Thomareis A.S. Effect of temperature and chemical composition on processed cheese apparent viscosity // Journal of Food Engineering. 2004. Vol. 64, P. 265-271. DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2003.10.008.
- Influence of the melt holding time on fat droplet size and the viscoelastic properties of model spreadable processed cheeses with differ-rent compositions / A. Pluta-Kubica [et al.] // International Dairy Journal. 2021. Vol. 113. P. 104880. DOI: 10.1016/j.idairyj.2020.104880.
- Исследование реологических характеристик плавленого сыра / С.А. Бредихин [и др.] // Ползуновский вестник. 2021. № 4. С. 35-40. DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2021.04.005.
- Левичева О.И. Изменение вязкости плавленого сыра при лабораторном моделировании условий производственного процесса // Вестник науки и образования Северо-Запада России. 2023. Т. 9, № 1. С. 18-26.
- Waukesha Cherry-Burrell. Rectangular flange positive displacement pumps [Electronic Resource]. uRL: https://www.spxflow.com/wau-kesha-cherry-burrell/products/universal-1-series-rectangular-flange-positive-displacement-pumps (дата обращения: 04.04.2023).
- Левичева О.И. Гидравлическая схема технологического трубопровода и характеристики кулачкового насоса для транспортировки плавленого сыра // Мат-лы X Между-нар. Балтийского морского форума. Калининград: Калининградский КгТу, 2022. С. 143-148.
- Pomac Pumps Co. Lobe Pumps PLP Series [Electronic Resource]. URL: https://www.po-macpumps.com/en/pharma/lobe-pump-pKH/ (дата обращения: 04.04.2023).
- Csizmadia P., Till S. The effect of rheology model of an activated sludge on to the predicted losses by an elbow // Periodica Polytechnica. Mech. Eng. 2018. Vol. 62, № 4, P. 305-311.
- Bibok M., Csizmadia P., Till S. Experimental and numerical investigation of the loss coefficient of a 90° pipe bend for power-law fluid // Periodica Polytechnica. Chem. Eng. 2020. Vol. 64, № 4, P. 469-478.
- Примеры расчетов по гидравлике / А.Д. Альтшуль [и др.]. М.: Стройиздат, 1977. 255 с.