ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Результаты исследований используются для определения места расположения теплообменного аппарата в резервуарах - охладителях для охлаждения молока и жидких пищевых продуктов.

Метод исследований предназначен для определения влияния расположения охлаждающего элемента на эффективность охлаждение жидкостей.

Экспериментальная установка состоит из прозрачной теплоизолированной емкости 1, в которой налита вода температурой 36 ⁰С и объемом 600 мл, для того чтобы поместить лед 2 с объемом замерзшей воды 350 мл. В этот объем жидкости опустили предварительно подкрашенный лед. Изменение температуры воды в емкости фиксировалось с помощью ртутного и спиртового термометров. Время изменения температуры жидкости фиксировалось секундомером.

После расположения льда на поверхности жидкости см. рис. 1 сразу было отмечено движение темного слоя жидкости по нижней поверхности льда. Слой темной жидкости перемещался со всех сторон к центру нижней поверхности льда.

При встрече темных потоков (холодных слоев жидкости) их частички объединялись в один общий поток, который изменял свое направление. Он резко опускался по вертикали вниз и имел четкие границы. При достижении дна емкости он разделялся на два равных потока (индекс -1 ¹), которые перемешались вдоль нижней поверхности. При достижении боковых стенок емкости эти потоки поднимались около них вверх. И такой процесс движения продолжался до температуры +25 ⁰С. В интервале охлаждения жидкости с +36 до + 25 ⁰С снижение ее температуры проходило за 5 минут. При дальнейшем охлаждении всей жидкости, которая находилась в емкости границы темного, вертикального потока начинали размываться (индекс на стрелке - 2 ¹). При снижении температуры охлаждаемой воды до +20 ⁰С прошло еще 8 минут. Границы этого потока начали больше размываться (индекс на стрелке - 3 ¹). Начались боковые перемещения отдельных потоков жидкости. При снижении температуры воды до +15 ⁰С промежуток время увеличился до 12 минут. При этом движение потоков темных слоев было направлено равномерно по всему ее объему жидкости (индекс на стрелке - 4 ¹). При достижении температуры воды +10 ⁰С прошло еще 15 минут. Движение частиц явно замедлилось. При снижении темперы воды до +6 ⁰С прошло еще 20 минут. По окончании опыта, после извлечения остатка льда из охлажденной воды, была зафиксирована грибообразная форма льда см. рис. 2. При многократных повторениях данного поискового эксперимента форма льда и ее размер в конце опытов не изменялся.

Преимущество охлаждения жидкости в емкости, изготовленной из теплоизоляционного материала в том, что в ней нет притока тепла от окружающей ее среды через боковые ее стенки. Следовательно, уменьшается количество энергии на охлаждение находящейся в ней жидкости.

Рис. 1

Схема движения охлаждающей жидкости в резервуаре

изготовленном из теплоизоляционного материала

Рис. 2

Форма льда по окончании эксперимента

(в теплоизолированной емкости)