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

زمینه مطالعاتی: 

به منظور اطمینان از اینکه سیال خوراکی طی فرآیند حرارتی اسپتیک دمای لازم را دریافت می کند، از شبیه سازی های عددی برای ارزیابی درجه حرارت و میزان کشندگی استفاده می شود.

در این مقاله از شبیه-سازی عددی برای بررسی میزان کشندگی و توزیع دما درون یک سیال غیرنیوتنی با دمای حرارتی شکسته استفاده شد.

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 شبیه سازی در نرم افزار کامسول انجام شدند. روش آلفای عمومی و فواصل زمانی اویلر برگشتی برای حل معادلات به کار گرفته شدند.

تغییرات قطر مبدل لوله ای و سرعت ورودی سیال خوراکی اثر معناداری در میزان کشندگی وF فرآیند داشته اند. 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 کم تر، تقریبا سه برابر افزایش یافت. در حالیکه در قطر cm 8 این میزان 6/5 برابر شد که رقم قابل توجهی می باشد. ویسکوزیته در ابتدای لوله مبدل ابتدا افزایش یافته و سپس کاهش می یابد. این به خوبی تغییرات ویسکوزیته سوسپانسیون نشاسته در اثر ژلاتینه شدن را نشان می دهد. در حالتی که قطر لوله و سرعت حرکت سیال درون آن افزایش یافت، افزایش ویسکوزیته در کل مسیر دو متری لوله مشاهده شده است.

نتیجه گیری نهایی: 

نتایج نشان دادند هر دو فاکتور اثر معناداری بر توزیع انتقال حرارت، میزان کشندگی و F فرآیند اسپتیک داشتند.