Authors

Экспериментальное исследование газосодержания в двухфазной системе подсолнечное масло-азот при изменении температурного и расходного режимов

DOI: 10.17586/1606-4313-2025-24-2-92-101
UDC 536.1; 665.1/.3

Экспериментальное исследование газосодержания в двухфазной системе подсолнечное масло-азот при изменении температурного и расходного режимов

Kulpinov Andrey S., Volkov Sergey M., Efimov A.V., Fedorov Alexander V.

For citation: Кульпинов А.С., Волков С.М., Ефимов А.В., Федоров А.В. Экспериментальное исследование газосодержания в двухфазной системе подсолнечное масло-азот при изменении температурного и расходного режимов. // Вестник Международной академии холода. 2025. № 2. С. 92-101. DOI: 10.17586/1606-4313-2025-24-2-92-101 [Kulpinov A.S., Volkov S.M., Еfimov А.V., Fedorov A.V. Experimental study of gas content in a two-phase system of sunflower oil-nitrogen with changes in temperature and flow rates. Journal of International Academy of Refrigeration. 2025. No 2. p. 92-101. DOI: 10.17586/1606-4313-2025-24-2-92-101]

Abstract
В лабораторных условиях на специально созданной экспериментальной установке исследованы гидродинамические характеристики технологической операции барботажа растительного масла инертным для него газом. Эксперименты проводились при высоте слоя жидкости 0,8 м в диапазоне температур от 20°Cдо 120°Cи удельном расходе азота от 0,073 л/(мин·кг) до 1,93л/(мин·кг). Установлена линейная зависимость изменения газосодержания от удельного расхода азота. Определено верхнее граничное значение удельного расхода 1,3-1,4 л/(мин·кг) для достижения наилучшего газосодержания исследуемой двухфазной среды при температурах от 90°Cдо 115°C. Результаты могут быть использованы при создании перспективной техники в масложировом производстве, а также расширяют представления о гидродинамике газожидкостных систем с вязкими жидкостями.

Keywords: двухфазная система, подсолнечное масло, азот, барботаж.

All references

1. Схаляхов А.А., Блягоз Х.Р., Кошевой Е.П., Верещагин А.Г.Процесс окончательной дистилляции ацетоно-масляной мисцеллы с инертным компонентом // Новые технологии. 2011. № 2. С. 46-49.

2. Вусихис А.С., Леонтьев Л.И., Сергеева С.В.Термодинамическое моделирование фьюмингования шлака медной плавки продуктами конверсии метана кислородом, водяным паром и углекислым газом // Расплавы. 2022. № 5 С. 469-476. DOI: 10.31857/S0235010622050103.

3. Haas T. Schubert C. Eickhoff M. Pfeifer H. A review of bubble dynamics in liquid metals // Metals. 2021. Vol. 11. No. 4. pp. 664. DOI: 10.3390/met11040664.

4. Мешалкин В.П. Панченко С.В., Дли М.И., Бобков В.И., Черновалова М.В.Механизм интенсификации гетерогенной реакции восстановления с выделением пузырьков газа // Теоретические основы химической технологии. 2020. Т. 54. № 2. С. 192-201. DOI:т10.31857/S0040357120020104.

5. Zeng X. et al.A review on bubble stability in fresh concrete: Mechanisms and main factors // Materials. 2020. Vol. 13. No. 8. pp. 18-20. DOI:10.3390/ma13081820

6. Прокопеня И.Н.Проточные ферментеры вертикальной конструкции // Энергетика Беларуси. 2022. С. 81-86.

7. Liu Y., Upchurch E.R., Ozbayoglu E.M.Experimental study of single taylor bubble rising in stagnant and downward flowing non-newtonian fluids in inclined pipes // Energies. 2021. Vol. 14. No. 3. pp. 578. DOI: 10.3390/en14030578

8. Ravisankar M., Zenit R.Velocity fluctuations for bubbly flows at small Re // Journal of Fluid Mechanics. 2024. Vol. 1001. pp. A34. DOI:10.1017/jfm.2024.1123

9. Orthaber U., Zevnik J., Petkovšek R., Dular M.Cavitation bubble collapse in a vicinity of a liquid-liquid interface–Basic research into emulsification process // Ultrasonics sonochemistry. 2020. Vol. 68. pp. 105224. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2020.105224

10. Борзенко Е.И., Усанина А.С., Шрагер Г.Р.Влияние поверхностно-активного вещества на скорость всплытия пузырька в вязкой жидкости // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 84. С. 81-92. DOI: 10.17223/19988621/84/7

11. Дядик А.Н., Кича М.А., Маловик Д.С.Динамика газовой фазы при барботаже в морской воде, содержащей поверхностно-активные вещества // Морские интеллектуальные технологии. 2024. № 4-1. С. 167-172. DOI: 10.37220/MIT.2024.66.4.019

12. Козлова М.В., Банников А.В., Банникова С.А.Исследование работы термической опреснительной установки с контактным испарителем и компрессией паровоздушной смеси // Вестник ИГЭУ. 2024. № 5. С. 21-30. DOI: 10.17588/2072-2672.2024.5.021-030

13. Богатов Н.А., Болдырев В.С., Савина А.С., Пентюхин Е.И.Применение инфразвукового воздействия в предпосевной обработке семян как альтернатива барботажу // Нанохимия и современные нанотехнологии. 2024. С. 15-17.

14. Патрикеев Е.Э., Китаев Д.А., Константинов И.В.Модернизация процесса зачистки резервуаров для АВИАГСМ // Актуальные вопросы развития естественных и технических наук. 2023.С. 138-140.

15. Косолапова С.М., Завадская М.С., Качина Ю.М.оптимизация процесса очистки эфиров жирных кислот углекислым газом // Технологии переработки отходов с получением новой продукции. 2022. С. 49-52.

16. Лисицын А.Н. Федоров А.А., Волков С.М., Федоров А.В., Романов Н.Н.Гидрогазодинамика всплытия пузырей перегретого водяного пара в подсолнечном масле в процессе барботажа // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2022. № 4. С. 11-24. DOI: 10.17586/2310-1164-2022-15-4-11-24.

17. Лисицын А.Н. Федоров А.А., Волков С.М., Федоров А.В., Романов Н.Н.Скорость всплытия и размер пузырей перегретого водяного пара при барботаже в дистилляции мисцеллы подсолнечного масла // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2023. № 3. С. 20-30. DOI: 10.17586/2310-1164-2023-16-3-20-30.

18. Kováts P., Thévenin D., Zähringer K.Influence of viscosity and surface tension on bubble dynamics and mass transfer in a model bubble column // International Journal of Multiphase Flow. 2020. vol. 123. p. 103174. DOI: 10.1016/j.ijmultiphaseflow. 2019.103174

19. Архипов В.А., Усанина А.С.Экспериментальное исследование влияния природы поверхностно-активного вещества на динамику всплытия группы монодисперсных пузырьков в маловязкой жидкости // Инженерно-физический журнал. 2024. Т. 97, № 4. С. 874-883.

20. Кустов А.В., Гончарова Я.С., Межов В.Г., Заболотская Е.А.Исследование скорости газо-жидкостной смеси на ректификационных ступенях при переработке растительного сырья // Хвойные бореальной зоны. 2022. Т. 40, № 3. С. 219-226. DOI: 10.53374/1993-0135-2022-3-219-226.

21. Gorelikova A.E., Randin V.V., Chinak A.V., Kashinsky O.N.The effect of the angle of pipe inclination on the average size and velocity of gas bubbles injected from a capillary into a liquid. // Water. 2023, V. 15, no. 3, article 560. DOI: 10.3390/w15030560

22. Li Y., Yang N., Xiao X., Jiang B., Sun Y., Zhang L.Numeri cal study of the geometric characteristics and kinetic behavior of single bubble rise processes in different liquids. // Physics of Fluids. 2023, V. 35, Is. 7, article 073310. DOI: 10.1063/5.0150547

23. Liu Z., Li Sh., Ji J.Numerical simulation of the rise of two parallel unequal bubbles in a viscoelastic fluid. Multiphase Science and Technology. 2023. DOI: 10.1615/MultScienTechn.2023047889

24. Федосеев А.В., Сальников М.В., Остапченко А.Е.Моделирование динамики всплытия одиночного пузыря методом решеточных уравнений Больцмана // Сибирский журнал индустриальной математики. 2023. Т. 26. № 1. С. 191-200. DOI: 10.33048/SIBJIM.2023.26.117

25. Касаткин А.Г.Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов, 10-е изд., стереотипное, доработанное. Перепеч. с изд. 1973 г. М.: Альянс, 2004. 753 с.