ВЫЯВЛЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА УДАЛЕНИЯ ВЛАГИ ИЗ МАТЕРИАЛОВ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ БЕСКОНТАКТНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Статья посвящена изучению процесса удаления влаги из капиллярно-пористых материалов за счет ее диспергирования при схлопывании кавитационных пузырьков цилиндрической формы, формируемых в капиллярах материала при ультразвуковом (УЗ) воздействии. Предложена и разработана модель, позволившая объяснить механизм диспергирования при реализации жизненного цикла пузырька в капилляре — медленного роста, быстрого расширения с деформацией и последующим схлопыванием. Теоретически определен диапазон уровней звукового давления, при котором начинается диспергирование (от 150 дБ) до уровня, при котором пузырьки достигают размера капилляра и рост производительности сушки прекращается (170 дБ). Показано также, что для максимальной эффективности удаления влаги размер обезвоживаемого образца должен соответствовать длине УЗ волны в воздухе. Экспериментально подтвержден механизм УЗ диспергирования жидкости при сушке и установлено, что для сокращения времени сушки более чем на 40% необходимо воздействие с уровнем в диапазоне 165–170 дБ, а высушиваемые материалы должны размещаться в виде частиц или слоев, имеющих размеры или толщины, соответствующие длине УЗ волны. Практическая реализация УЗ сушки на примере пищевых продуктов (красной свеклы) подтвердила эффективность реализации предложенного механизма и обеспечила сокращение времени сушки в 1.9 раза при снижении энергозатрат в 1.6 раза
Статья посвящена изучению процесса удаления влаги из капиллярно-пористых материалов за счет ее диспергирования при схлопывании кавитационных пузырьков цилиндрической формы, формируемых в капиллярах материала при ультразвуковом (УЗ) воздействии. Предложена и разработана модель, позволившая объяснить механизм диспергирования при реализации жизненного цикла пузырька в капилляре — медленного роста, быстрого расширения с деформацией и последующим схлопыванием. Теоретически определен диапазон уровней звукового давления, при котором начинается диспергирование (от 150 дБ) до уровня, при котором пузырьки достигают размера капилляра и рост производительности сушки прекращается (170 дБ). Показано также, что для максимальной эффективности удаления влаги размер обезвоживаемого образца должен соответствовать длине УЗ волны в воздухе. Экспериментально подтвержден механизм УЗ диспергирования жидкости при сушке и установлено, что для сокращения времени сушки более чем на 40% необходимо воздействие с уровнем в диапазоне 165–170 дБ, а высушиваемые материалы должны размещаться в виде частиц или слоев, имеющих размеры или толщины, соответствующие длине УЗ волны. Практическая реализация УЗ сушки на примере пищевых продуктов (красной свеклы) подтвердила эффективность реализации предложенного механизма и обеспечила сокращение времени сушки в 1.9 раза при снижении энергозатрат в 1.6 раза Автор:  В. Н. Хмелёв, А. В. Шалунов, С. А. Терентьев, Р. Н. Голых, В. А. Нестеров
Ключевые слова:  сушка, энергоэффективность, ультразвуковые колебания, обезвоживание, интенсификация, диспергирование
Стр:  939