Теплофизика высоких температур. t. 57, номер 2, 2019

ВВЕДЕНИЕ

Очистка воздуха от взвешенных в ней частиц часто рекомендуется в качестве отдельной
или комплексной меры по контролю охраны окружающей среды. Одним из перспективных методов
является акустическая коагуляция и осаждение дисперсных сред [], что позволяет значительно повысить как качество улавливания пыли и дыма, так и
энергоэффективность используемых для этого ресурсов. Изучение волновых процессов в
дисперсных средах представляет собой одну из актуальных проблем механики. В [] приведены основные теоретические модели волновой динамики многофазных сред и ряд
результатов исследований в этой области. Основы теории нелинейных колебаний многофазных
систем и волновых технологий представлены в []. Двухфазные течения с твердыми частицами, каплями и пузырями, а также механизмы
образования областей повышенной концентрации дисперсной фазы в таких течениях изучены
в . В работах экспериментально исследована динамика различных газовзвесей
при нелинейных колебаниях в разных режимах вблизи резонансных частот в закрытой трубе.
Вблизи резонансной частоты наблюдается ускоренная коагуляция капель машинного масла
[] (с размером частиц 1‒10 мкм), капель олеиновой кислоты [] (1‒10 мкм), частиц дыма [] (0.3 мкм) и капель, получаемых из жидкости DEHS (0.83 мкм). Такой нелинейный
эффект связан с вихреобразованием в среде.

Холодное копчение — основы и принципы процесса

Основополагающую роль при копчении играет поступающий к продукту дым, который и придаёт готовому блюду невероятно аппетитный запах и изумительный вкус. В продаже на сегодняшний день имеется множество вариантов коптилен, но они далеко не каждому по карману.

Чтобы семейному бюджету не был нанесён урон, а вы и ваши близкие смогли лакомиться приготовленными самостоятельно копчёностями можно сделать генератор дыма собственноручно
.

Приготовление продуктов холодного копчения — процесс небыстрый, но и не требующий особых навыков.

Условия, которые необходимо соблюдать при холодном копчении:

продукты перед копчением необходимо подвергнуть обработке — почистить, промыть, просолить и немного подвялить, просушить;
дымовая обработка продуктов должна быть продолжительной — это занимает от нескольких часов до 5 дней;
температура поступающего дыма должна быть минимальной;
в основном используются опилки из плодовых деревьев, но ни в коем случае не из хвойных, иначе блюдо будет безнадёжно испорчено.

Процесс проведения холодного копчения включает в себя множество разнообразных тонкостей и нюансов, которые следует узнать. В зависимости от умений готовящего и точности соблюдения требований к копчению будет отличаться и результат.

Даже генератор дыма (особенно изготовленный своими руками) имеет веское значение — в зависимости от его конструкции будет отличаться интенсивность копчения
и, соответственно, результат.

Самое важное в дымогенераторе — правильное расположение всех частей и поступление дыма невысокой температуры. Именно благодаря соблюдению данных требований продукты приобретают презентабельный золотистый цвет и становятся невероятно вкусными

Дым в генераторе образуется из опилок (иногда — щепок), причём рекомендуется использовать определённые виды древесины
:

вишня;
ольха;
яблоня;
груша.

Вкусовые, ароматические и цветовые характеристики блюда будут получаться различными, если использовать ту или иную древесину. Собрав генератор дыма своими руками для холодного копчения, вы получите полную свободу в экспериментах по приготовлению продуктов и сможете разработать свой фирменный рецепт.

Как сделать генератор дыма для коптильни собственноручно

Дымогенераторы могут быть разные, но в целом их конструкции не имеют особенных отличий. Они состоят из:

источника тепла;
топлива;
системы дымового охлаждения;
системы подачи охлаждённого дыма в ёмкость для копчения.

Перед тем как определиться с моделью дымогенератора для коптилки необходимо выбрать источник образования тепла
. Это может быть:

На собственном участке наиболее практично будет использование в качестве топлива для дымогенератора для холодного копчение остальные варианты. Наилучшим вариантом, конечно, являются опилки — их можно заготовить самостоятельно или приобрести в уже готовом виде.

Как сделать дым холодным

Коптильни для холодного копчения имеют одинаковую конструкцию:

Вырывается и обкладывается ямка, которая будет топкой.
Прокладывается дымоход под землёй.
Устанавливается фильтр для предотвращения попадания сажи на продукты.
Ставится сама коптильня.

Но зачастую возникают проблемы в виде недостаточного охлаждения дыма
, то есть продукты готовятся при высокой температуре и вместо холодного получается горячее или полугорячее копчения. Решить этот казус можно так:

Удлинить дымоход до такого размера, чтобы дым, проходящий по нему, остывал.
Использовать проточную воду для охлаждения проходящего дыма в генераторе. Для такого варианта потребуется модернизировать источник поступления дыма: в ёмкость (консервную банку, например) засыпаются опилки и она накрывается плиткой. Если от топки до коптильни расстояние превышает метровое, то дополнительного охлаждения не нужно.

Электрический генератор для коптильни
холодного копчения своими руками собирается проще простого. В таком случае нагревательным элементом служит электроплитка, а дым получается холодным за счёт достаточно длинной трубы.

Дровяная коптильня
также собирается простейшим образом. Источник дыма в данном варианте — печь-буржуйка. Дым получается холодным за счёт количества изгибов (колен) трубы и её протяжённости.

Собрать своими руками генератор дыма для производства продуктов холодного копчения в домашних условиях — задача несложная, но требующая внимательного подхода. Обязательно следует соблюдать правила пожаробезопасности, чтобы готовка была в радость и получившиеся блюда доставляли удовольствие.

Дисперсные системы

Иглокожими называют беспозвоночных животных. Часть из них свободно передвигается (морские звезды, ежи), хотя и ведут малоподвижный образ существования, а часть – прикрепляется ко дну (морские лилии). Обитают они только в морях и совершенно

Бесспорно, про этот город слышали буквально все. Его можно назвать центром мира. Именно здесь сосредоточено множество достопримечательности, различные учреждения от образовательных до культурных. Есть множество развлечений и мест,

Самый крупный вид из отряда зайцеобразных — заяц-беляк. Вес этого вида до 5 кг, а в длину тело может достигать до 65 см. Хвост — круглый, диаметром до 8 см. Уши — до 10 см. Самцы всегда мельче самок. Волоски,

Дисперсность тумана характеризуется распределением капель по размерам, а приближенно — средним радиусом капель ( стр. При гомогенной конденсации пара дисперсность зависит от условий образования зародышей и их конденсационного роста. Как уже упоминалось, радиус зародыша очень мал ( примерно 10 — 7 см), поэтому для того, чтобы зародыши превратились в достаточно крупные капли радиусом 10 — 5 — 10 — 3 см ( наиболее часто встречающиеся в производственной практике), они должны увеличиться в объеме в результате конденсационного роста в 10й — Ю12 раз. Столь значительное увеличение может произойти при достаточно длительном пребывании зародышей ( а затем и капель) в пересыщенном паре. К концу процесса образования зародышей образуется полидисперсный туман, поскольку в результате конденсационного роста радиус капель, образовавшихся в начале процесса, становится больше радиуса капель ( зародышей), образовавшихся в конце этого процесса.

Дисперсность тумана определяют путем микрофотографирования проб атмосферы, полученных методом естественного осаждения капель на предметное стекло, помещенное на 0 5 мин в испытательную камеру. После изъятия из камеры стекло фотографируют 3 — 5 раз в различных местах: вверху, внизу и в середине. Сфотографированное изображение увеличивают проекционным аппаратом. Подсчитывают общее число капель данной пробы и число капель каждого размера. Нормальный туман в камере должен содержать 90 % капель размером 1 — 5 мкм.

Дисперсность тумана , получаемого в струе, может регулироваться и другими способами.

Дисперсность тумана определяется размером капель, из которых он состоит. Если радиус капель одинаковый, то такой туман называют монодисперсным.

Дисперсность тумана , получаемого в струе, может регулироваться и другими способами.

Дисперсность тумана определяют методом микрофотографирования.

Поэтому дисперсность тумана , образующегося при гомогенной конденсации, зависит от количества пара, сконденсировавшегося на поверхности каждого зародыша.

На дисперсность получаемого тумана влияет присутствие пыли, на которой происходит конденсация паров. Отсутствие пыли дает наиболее дисперсные системы, так как гари этом образуется максимальное число центров конденсации.

Практический интерес представляет способ регулирования дисперсности тумана с помощью специального устройства, сущность которого показана на рис. 7.4. Сопло струи расположено в цилиндрическом коробе 2, который может передвигаться вдоль оси струи. Так как температура этого газа достаточно высокая и в нем содержатся капли тумана, процесс образования тумана в поле струи существенно изменяется: уменьшается пересыщение пара, а имеющиеся в газе капли служат центрами конденсации.

Цикл любовь хулигана сообщение
Сообщение о патриотизме и гражданственности
Сообщение на тему основные элементы инфраструктуры фондового рынка
Сообщение на тему сохраним природу
Кембриджский университет сообщение на английском

Влияние параметров аэродисперсной среды на степень укрупнения сажевых частиц в звуковом поле

На рис. 3.33 в нормально-логарифмической системе координат представлены кривые дисперсного распределения по счету частиц сажи при различных исходных весовых концентрациях с. Кривые 1, 2 и 3 соответствуют значениям с = 1,1; 6,1 и 11,5 г/нм . Кривые построены при значениях Р = 143 дБ, / = 105 Гц, т03в. = 2 с. Дисперсное распределение по счету частиц не озвученного аэрозоля показано кривой, обозначенной цифрой 0. Из графиков видно, что в акустическом поле происходит значительное укрупнение субмикронных сажевых частиц за счет акустической коагуляции. С увеличением исходной весовой концентрации частиц средний по счету размер частиц сажи при озвучивании увеличивается. Параллельность кривых 1, 2 и 3 друг другу и кривой 0 свидетельствует о неизбирательном воздействии звука на взвешенные частицы сажи. Зависимость степени укрупнения (для удобства сравнения результатов экспериментов с теорией воспользуемся зависимостью отношения средних медианных размеров несферических частиц озвученной С03в и исходной сажи С03в ) от звукового давления Р в коагуляционной камере, представлена на рис. 3.34, от частоты колебаний/- на рис. 3.34, от времени озвучивания тож — на рис. 3.36. На рис. 3.34 кривые 1, 2, 3 соответствуют значениям с = 1,1; 6,1; 11,5 г/нм3 и построены при/= 105 Гц, тож = 2 с. Кривая на рис. 3.35 приведена для значений Р = 130 дБ, с = 11, 5 г/нм3, тож — 2 с, кривая на рис. 3.36 для Р = 140 дБ,/= 105 Гц, с — 6,1 г/нм . Анализ зависимостей на рис. 3.34 — 3.36 показывает, что степень укрупнения сажевых частиц в значительной мере зависит от звукового давления в коагуляционнои камере, исходной весовой концентрации частиц сажи, времени озвучивания и слабо зависит от частоты колебаний.

Сравнение выводов, сделанных выше с выводами в , позволяет заключить, что степень укрупнения частиц технического углерода и исследованных ранее аэрозолей (дымов ТЭЦ, сталеплавильной пыли и др.) аналогично зависит от параметров звукового поля и аэродисперсной системы. Максимальная степень укрупнения частиц сажи (в 5,6 раза) получена при Р = 143 дБ, с = 11,5 г/нм3,/= 105 Гц, тож = 2 с. При таком укрупнении средний медианный размер сажевых частиц составляет 2,8 мкм. Частицы такого размера эффективно улавливаются существующими осадительными аппаратами. Степень укрупнения сажевых частиц практически не меняется в интервале частот звуковых колебаний от 100 Гц до 1500 Гц. Для частот менее 100 Гц наблюдается незначительное уменьшение степени укрупнения, так на частоте 20 Гц степень укрупнения уменьшилась лишь на 20 % от степени укрупнения при частоте 100 Гц. Для наглядной иллюстрации степени укрупнения са105 Гц, т03в. = 2 с. Дисперсное распределение по счету частиц не озвученного аэрозоля показано кривой, обозначенной цифрой 0. Из графиков видно, что в акустическом поле происходит значительное укрупнение субмикронных сажевых частиц за счет акустической коагуляции. С увеличением исходной весовой концентрации частиц средний по счету размер частиц сажи при озвучивании увеличивается. Параллельность кривых 1, 2 и 3 друг другу и кривой 0 свидетельствует о неизбирательном воздействии звука на взвешенные частицы сажи.

Зависимость степени укрупнения (для удобства сравнения результатов экспериментов с теорией воспользуемся зависимостью отношения средних медианных размеров несферических частиц озвученной С03в и исходной сажи С03в ) от звукового давления Р в коагуляционной камере, представлена на рис. 3.34, от частоты колебаний/- на рис. 3.34, от времени озвучивания тож — на рис. 3.36. На рис. 3.34 кривые 1, 2, 3 соответствуют значениям с = 1,1; 6,1; 11,5 г/нм3 и построены при/= 105 Гц, тож = 2 с. Кривая на рис. 3.35 приведена для значений Р = 130 дБ, с = 11, 5 г/нм3, тож — 2 с, кривая на рис. 3.36 для Р = 140 дБ,/= 105 Гц, с — 6,1 г/нм . Анализ жевых частиц в звуковом поле на рис. 3.37 показаны микрофотографии сажевых частиц при различных уровнях звукового давления. Динамика роста агрегатов сажевых частиц в зависимости от уровней звукового давления выбрана в качестве иллюстрации, поскольку из двух основных параметров звукового поля (частоты и звукового давления) параметром, определяющим степень укрупнения аэрозольных частиц в звуковом поле, является звуковое давление. На рис. 3.37 б, в, г показана степень укрупнения сажевых частиц в звуковом поле при следующих уровнях звукового давления 130 дБ, 135 дБ и 140 дБ. На рис. 3.37 а показана микрофотография частиц исходной (не озвученной) сажи. Микрофотографии рис. 3.37 соответствуют случаю, когда/= 105 Гц, с = 11,5 7нм3, tK = 2 с, Т= 60 С.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Эксперименты выполняются на установке, ранее использованной в исследованиях нелинейных
колебаний мелкодисперсной газовзвеси . Основой установки является виброгенератор марки TIRAvib S 5220/LS с усилителем
мощности BAA 1000-ET фирмы “Tira”. На стол виброгенератора закрепляется плоский поршень,
который совершает колебания в цилиндре, соединенном с вертикальной кварцевой трубой
длиной L = 0.938 м и радиусом R = 0.05 м. Выбор длины и диаметра трубы позволяет реализовать режим перехода к ударным
волнам при малых амплитудах смещения поршня, которые допускают технические параметры
используемого генератора колебаний. Пассивный конец трубы закрывается герметичной
крышкой. Управление и контроль вибростендом осуществляется через компьютер посредством
пьезоэлектрического IEPE-акселерометра марки 4513 фирмы “Bruel & Kjaer” и контроллера
VR9500 фирмы “Vibration Research Corporation”. В качестве рабочей среды используется
полидисперсная газовзвесь в виде табачного дыма. На представлено распределение частиц табачного дыма по геометрическому диаметру, которое
фиксируется лазерным спектрометром LAP-320 фирмы “Topas”. Видно, что диаметр частиц
лежит в пределах от 1 до 20 мкм. Давление среды измеряется пьезоэлектрическим датчиком
давления модели 8530С-15 фирмы “Bruel & Kjaer”, сигнал с которого подается на трехканальный
мостовой усилитель напряжения ENDEVCO модель 136 фирмы “Bruel & Kjaer” и далее регистрируется
на цифровом осциллографе модели DSO 3062A фирмы “Agilent Technologies”. Видеосъемка
процесса осаждения табачного дыма ведется камерой Canon EOS 650D с объективом EF-S
18-55mm IS II Black, которая располагается на штативе, перпендикулярно трубе на расстоянии
0.5 м. Для получения четкой и контрастной картины за трубой устанавливается черный
экран. В качестве измерительного фотоприемника светопроницаемости дыма используется
люксметр марки АТТ-1505 фирмы “Актаком”. Источник света и оптическая система для формирования
светового потока состоят из белого светодиода марки BL-L813 с дистанционным управлением
и фокусирующей линзы. Свет проходит перпендикулярно сквозь дым в трубе и попадает
в центр светочувствительного датчика люксметра. Данные с люксметра подаются на компьютер
через интерфейс RS-232 и обрабатываются программой ATT-1006.

Рис. 1.

Распределение частиц табачного дыма по геометрическому диаметру.

Когда вынужденная частота смещений поршня совпадает с одной из собственных частот
колебаний среды (n = 1, 2, 3, …) в ограниченном объеме, имеет место резонанс с увеличением амплитуды
колебаний. Собственные частоты зависят от формы и размера ограниченного объема и находятся
из волнового уравнения. Первая (n = 1) собственная (фундаментальная) частота определяется выражением , где – коэффициент диссипации, μ – коэффициент динамической вязкости, ρ – плотность невозмущенной среды, Pr – число Прандтля, с – скорость звука, κ – показатель адиабаты. Для условий данного исследования ν = 182 Гц. Эксперименты выполняются на указанной частоте для различных амплитуд смещения
поршня l = 0.15, 0.25, 0.375 мм и при разной высоте h заполнения трубы табачным дымом: полностью h = 0.938 м, на три четверти h = 0.703 м, наполовину h = 0.469 м и на четверть h = 0.235 м. Начальная числовая концентрация N частиц табачного дыма во всех случаях равна 7 × × 108 см–3. После заполнения трубы дымом записывается начальное показание люксметра Ф₁. Далее с запуском колебаний концентрация газовзвеси начинает уменьшаться и соответственно
меняются показания люксметра Ф_t, которые фиксируются на компьютере. Эксперимент проводится до полного просветления
дыма, и определяется показание люксметра Ф, когда труба заполнена воздухом. Для расчета числовой концентрации аэрозоля из полученных
данных используется соотношение []: