Количественная оценка давления на поверхность брикета замороженной рыбы при импульсном высоковольтном разряде
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
УДК 66.083.2
Количественная оценка давления на поверхность брикета замороженной рыбы при импульсном высоковольтном разряде
канд. техн. наук Антуфьев В.Т. antufjew2010@yandex.ru Бычихин О.В. allegator84@mail.ru
д-р техн. наук Вороненко Б.А. voronenkoboris@ya.ru д-р техн. наук Пеленко В.В. pro1@gunipt.spb.ru
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет ИТМО Институт холода и биотехнологий
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Разработана математическая модель разрушения замороженного брикета рыбы импульсным, высоковольтным разрядом для количественной оценки давления на нижнюю поверхность брикета рыбы. Ключевые слова: давление на поверхность брикета, импульсный разряд.
Quantitative estimation of the surface pressure of the briquette frozen fish during pulsed high-voltage discharge
Ph.D. Antuf'ev V.T., Bychihin O.V. D.Sc. Voronenko B.A. D.Sc. Pelenko V.V.
Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics. Institute of Refrigeration and Biotechnology 191002, St. Petersburg, Lomonosov str., 9
The mathematical model of the destruction of frozen briquette fish pulsed, high-voltage discharge for a quantitative evaluation of pressure on the lower surface of the briquette fish. Keywords: surface pressure briquette, pulse discharge.
Компоновка технологической установки для разрушения брикетов замороженной рыбы с использованием электрогидравлического удара предусматривает размещение источника возбуждаемых колебаний от поверхности размораживаемого брикета на расстояние, соизмеримое с длиной самого источника колебаний [1]. Это позволяет в
Антуфьев В.Т. и др. Количественная оценка давления на поверхность брикета замороженной рыбы при импульсном высоковольтном разряде/ В.Т. Антуфьев, О.В. Бычихин, Б.А. Вороненко, В.В. Пеленко // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
первом приближении считать рассматриваемую задачу распространения колебаний одномерной, предполагая, что вне зоны, ограниченной вертикалями a и b, влияние электрогидравлического удара ничтожно мало (рис. 1)
Рис.1. Схема зоны электрогидравлического воздействия на брикет замороженной рыбы 1 – брикет замороженной рыбы, 2 – взрывающаяся проволочка, 3 – цилиндрическая разрядная камера
В соответствии с теоремой об изменении количества движения (импульса) [2,3]:
Р1+ ρ1V1 2 = Р2+ ρ2V2 2, где Р1, Р2 – давление на плоскостях S1 и S2, Па; ρ1, ρ2 – плотность жидкости в сечениях S1 и S2, кг/м3; V1, V2 – скорость движения жидкости через сечения S1 и S2, м/с.
Уравнение неразрывности при этом запишется в виде:
(1)
S1ρ1V1 = S2ρ2V2, где S1 = S2 =S – площадь сечения, м2. Используя (2), можно привести соотношение (1) к виду:
(2)
V22 – V12 = (Р1 - Р2)(1/ ρ1+ 1/ ρ2)
(3)
Поскольку скачок уплотнения при электрогидравлическом ударе сопровождается
образованием парогазовой смеси, предположим дополнительно, что среда в
рассматриваемом выделенном объеме отвечает условиям адиабатного расширения, то
есть выполняется условие
где k – показатель адиабаты. В этом случае соотношение (3) преобразуется к виду
(4)
Антуфьев В.Т. и др. Количественная оценка давления на поверхность брикета замороженной рыбы при импульсном высоковольтном разряде/ В.Т. Антуфьев, О.В. Бычихин, Б.А. Вороненко, В.В. Пеленко // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
(5)
Совместное решение уравнений (3) и (5) позволяет записать[2-4]
P2 (k 1)2 (k 1)1 P1 (k 1)1 (k 1)2
Нахождение давления Р2 происходящего в плоскости S1 расширения парогазовой полости:
(уравнение Гюгонио)
может быть обеспечено инициирования волны, за
(6)
уточнением счет учета
процесса, ускорения
(основное уравнение динамики) (7)
где r – радиус парогазовой полости, м, (r0
№3, 2013
УДК 66.083.2
Количественная оценка давления на поверхность брикета замороженной рыбы при импульсном высоковольтном разряде
канд. техн. наук Антуфьев В.Т. antufjew2010@yandex.ru Бычихин О.В. allegator84@mail.ru
д-р техн. наук Вороненко Б.А. voronenkoboris@ya.ru д-р техн. наук Пеленко В.В. pro1@gunipt.spb.ru
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет ИТМО Институт холода и биотехнологий
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9
Разработана математическая модель разрушения замороженного брикета рыбы импульсным, высоковольтным разрядом для количественной оценки давления на нижнюю поверхность брикета рыбы. Ключевые слова: давление на поверхность брикета, импульсный разряд.
Quantitative estimation of the surface pressure of the briquette frozen fish during pulsed high-voltage discharge
Ph.D. Antuf'ev V.T., Bychihin O.V. D.Sc. Voronenko B.A. D.Sc. Pelenko V.V.
Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics. Institute of Refrigeration and Biotechnology 191002, St. Petersburg, Lomonosov str., 9
The mathematical model of the destruction of frozen briquette fish pulsed, high-voltage discharge for a quantitative evaluation of pressure on the lower surface of the briquette fish. Keywords: surface pressure briquette, pulse discharge.
Компоновка технологической установки для разрушения брикетов замороженной рыбы с использованием электрогидравлического удара предусматривает размещение источника возбуждаемых колебаний от поверхности размораживаемого брикета на расстояние, соизмеримое с длиной самого источника колебаний [1]. Это позволяет в
Антуфьев В.Т. и др. Количественная оценка давления на поверхность брикета замороженной рыбы при импульсном высоковольтном разряде/ В.Т. Антуфьев, О.В. Бычихин, Б.А. Вороненко, В.В. Пеленко // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
первом приближении считать рассматриваемую задачу распространения колебаний одномерной, предполагая, что вне зоны, ограниченной вертикалями a и b, влияние электрогидравлического удара ничтожно мало (рис. 1)
Рис.1. Схема зоны электрогидравлического воздействия на брикет замороженной рыбы 1 – брикет замороженной рыбы, 2 – взрывающаяся проволочка, 3 – цилиндрическая разрядная камера
В соответствии с теоремой об изменении количества движения (импульса) [2,3]:
Р1+ ρ1V1 2 = Р2+ ρ2V2 2, где Р1, Р2 – давление на плоскостях S1 и S2, Па; ρ1, ρ2 – плотность жидкости в сечениях S1 и S2, кг/м3; V1, V2 – скорость движения жидкости через сечения S1 и S2, м/с.
Уравнение неразрывности при этом запишется в виде:
(1)
S1ρ1V1 = S2ρ2V2, где S1 = S2 =S – площадь сечения, м2. Используя (2), можно привести соотношение (1) к виду:
(2)
V22 – V12 = (Р1 - Р2)(1/ ρ1+ 1/ ρ2)
(3)
Поскольку скачок уплотнения при электрогидравлическом ударе сопровождается
образованием парогазовой смеси, предположим дополнительно, что среда в
рассматриваемом выделенном объеме отвечает условиям адиабатного расширения, то
есть выполняется условие
где k – показатель адиабаты. В этом случае соотношение (3) преобразуется к виду
(4)
Антуфьев В.Т. и др. Количественная оценка давления на поверхность брикета замороженной рыбы при импульсном высоковольтном разряде/ В.Т. Антуфьев, О.В. Бычихин, Б.А. Вороненко, В.В. Пеленко // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», 2013. - №3. [Электронный ресурс]: http://www.processes.ihbt.ifmo.ru
Процессы и аппараты пищевых производств
№3, 2013
(5)
Совместное решение уравнений (3) и (5) позволяет записать[2-4]
P2 (k 1)2 (k 1)1 P1 (k 1)1 (k 1)2
Нахождение давления Р2 происходящего в плоскости S1 расширения парогазовой полости:
(уравнение Гюгонио)
может быть обеспечено инициирования волны, за
(6)
уточнением счет учета
процесса, ускорения
(основное уравнение динамики) (7)
где r – радиус парогазовой полости, м, (r0