кафедра общепрофессиональных дисциплин, старший преподаватель
Departmentof All-Professional Disciplines, Senior lecturer
кафедра машин и аппаратов пищевых производств
Department of food production machines, associate professor
Рассматривается одномерное установившееся течение высоковязкой среды в цилиндрическом канале с учетом диссипации и зависимости коэффициента вязкости от температуры. Предположено, что на сравнительно малых интервалах температуры изменение коэффициента динамической вязкости с достаточной степенью точности можно принять линейным. В основу модели были положены уравнения гидродинамики жидкости и теплопереноса. В поставленной задаче температура стенки канала принимается постоянной. Получено приближенное решения рассматриваемой задачи, в соответствии с которым распределение скорости, давления и температуры ищется в виде разложения по степеням безразмерной поперечной координаты. Рассмотрен частный случай, когда в соотношениях распределение скорости, давления и температуры допустимо ограничиться следующим числом членов разложения: для скорости – первые 3, для давления – первые 2, для температуры – первые 5. Получены выражения для определения профиля температуры среды в канале и определения характеристик диссипативного разогрева. Для моделирования процесса теплопереноса высоковязких сред разработана программа для персональных электронно-вычислительных машин. Расчет проведен по экспериментальным данным исследования течения расплава зерновой смеси гречихи и сои для скорости нагрузки 0,08 мм/с. Методом машинного эксперимента осуществлена проверка полученных решений на адекватность реальному процессу теплопереноса. Анализ результатов указывает, что при малых значениях длины канала влияние диссипативной функции проявляется главным образом у стенки. При увеличении приведенной длины это явление распространяется на все сечение канала. При большой длине канала профиль температур целиком определяется диссипацией. В случае теплообмена, обусловленного только теплотой трения, форма кривых распределения температур является следствием взаимодействия эффектов нагрева за счет вязкого сдвига с эффектами охлаждения за счет теплопроводности. Отклонение расчетных данных от экспериментальных по абсолютному значению не превышало 12 %.
We consider a one-dimensional steady flow of highly viscous medium in a cylindrical channel with Dissipation and dependence of the viscosity on the temperature. It is assumed that a relatively small intervals of temperature variation of the dynamic viscosity with a sufficient degree of accuracy can be assumed to be linear. The model was based on the equations of hydrodynamics and the heat transfer fluid. In the task channel wall temperature is assumed constant. An approximate solution of the problem, according to which the distribution of velocity, pressure and temperature is sought in the form of an expansion in powers of the dimensionless transverse coordinates. A special case, when the ratio of the velocity distribution, pressure and temperature is allowed to restrict the number of terms in the expansion as follows: for speed - the first 3 to the pressure - the first two for the temperature - the first 5. The expressions to determine the temperature profile of the medium in the channel and characterization dissipative heating. To simulate the process of heat transfer highly viscous media developed a program for personal electronic computers. The calculation was performed using experimental research data melt flow grain mixture of buckwheat and soybeans for the load speed of 0.08 mm / s. The method of computer simulation carried out checks on the adequacy of the solutions to the real process of heat transfer. Analysis of the results indicates that for small values of the length of the channel influence dissipation function appears mainly at the wall. By increasing the reduced length of this phenomenon applies to all section of the channel. At high temperature profile along the channel length is determined entirely by dissipation. In the case of heat transfer due to frictional heat only, the form of curves of temperature distribution is a consequence of the interaction effects of heating due to viscous shear effects cooling by conduction. The deviation from the experimental data calculated by the absolute value does not exceed 12%.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.