Program TUPLEX ve verzi 3.1 řeší problém quasistacionárního, laminárního proudění nenewtonských kapalin
v přímé trubce nebo mezi rovnými deskami (s respektováním vývoje rychlostního profilu).
Předpona quasi naznačuje to, že sice budou počítána časově proměnná rychlostní pole,
jenomže se zanedbáním efektu setrvačných sil daných nestacionaritou.
Zdánlivá viskozita kapaliny je uvažována jako
funkce teploty a místní hodnoty smykové rychlosti g, přesněji řečeno místní hodnoty druhého invariantu tenzoru rychlosti deformace
(všechny verze programů obsahují různé verze mocninových modelů a modely s mezemi toku; navíc je možné definovat reologické modely interaktivně).
Současně s hydrodynamikou je počítán nestacionární teplotní profil (obrázek izoterm)
v kapalině s možností výběru proměnných
okrajových podmínek na stěně (nucená i přirozená konvekce na vnějším povrchu kanálu, uvažování tepelného odporu stěny i vrstvičky úsad).
Při řešení se respektuje nestacionární člen Fourierovy Kirchhoffovy rovnice a teplotní závislost termofyzikálních parametrů (r, k, cp).
V kapalině, tekoucí výměníkem, mohou probíhat chemické reakce, jejichž prototypem je denaturace proteinů (reakce 1. řádu) a
tvorba aglomerátů (reakce 2.řádu). Výsledkem je rozložení koncentrace proteinů CN, denaturovaných proteinů CD a aglomerátů CA, na jejichž základě lze
hodnotit míru degboardce (např. mléka) a intenzitu tvorby úsad na stěnách výměníku, která je závislá především na
koncentraci aglomerátů (Fig. rozložení koncentrací, animovaný GIF)
(reakční fouling). Stejně jako u teplot jsou v rovnicích transportu hmoty uvažovány nestacionární členy.
Z vypočteného rychlostního a teplotního pole jsou posléze zjištěny doby prodlení částic
kapaliny
při průtoku výměníkem (integrální distribuce dob prodlení) a integrací teplotního profilu podél proudnic i integrální tepelný účinek,
F-faktor, vhodný k posouzení dostatečnosti termoinaktivačních účinků při tepelném ošetření potravinářských látek
(pasteraci, sterilaci).
peoples
mailto: Zitny