3. Результаты и обсуждение

   1. Сравнение с экспериментальным результатом Fong

Чтобы увидеть насколько эффективны степенная модель вязкости для соевой муки, численные результаты были сопоставлены с экспериментальными результатами Фонга. Три уровня содержание влагив обезжиренной соевой муки тесто были рассмотрены, а именно 25, 28 и 33 процента по весу. Модель вязкости используемая для обезжиренной соевой муки является степенной модели, задается следующим образом:

где µ вязкость в паскаль-секундах, T температура в градусах и скорость сдвига в сек^-1.

Таблица 1. Значения µ₀ и n для трех влагосодержания

Содержание влаги тесто(% по весу)	µ0(Пас)	n
25	134215,0	0,0177
28	123010,0	0,1222
33	32763,0	0,4569

Степенной индекс n и константа µ₀ вычисляется из экспериментальных результатов, полученным Фонгом приведены в таблице 1 для трех влагосодержания. Метод расчета n и µ₀ был предложен Роджерсом. Подробности касающиеся расчетов для получения n и µ₀ приведенные в таблице 1можно найти в работе [47]. Значение n также соответствует приведенным Фонгом. Для каждого случая, значение b или γ₀ являются 0,01 °С^-1 и 1 сек-¹ соответственно. Таблица 1 показывает, что при более высоком содержании влаги тесто делает менее вязким и менее псевдопластичным(высокое n).

Конфигурация шнека и входные данные приведены в таблице 2. Безразмерные параметры для каждого уровня

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 3D ТРАНСПОРТА ВО ВРЕМЯ УВЛАЖНЕННОЙ ОБЕЗЖИРЕННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ СОЕВОЙ МУКИ

Рис.3 Блок-схема общего алгоритма решения

влажности приведены в таблице 3-5. Снижением объемного расхода q_v высокой влажности содержание тесто в основном за счет более высокого коэффициента трения(как тесто становится более липким) при высоком уровне влажности. Можно отметить, что в отсутствие достоверной информации для b соевой муки, соответствует значение для поэтилена низкой плотности была использована. Кроме того, теплопроводность k_f для тесто соевого муки не доступно и следовательно, k_f используется для пшеничной муки. Ожидается, что вышеупомянутые факторы неопределенностей в исходных данных не будут серьезно влиять на результаты, как обработка соевой муки, «плавления» модель использует и проводимость из пшеничной муки не должно сильно отличаться от соевой муки. Кроме того, предполагается, что физические значения свойства не меняются с влажностью тесто.

Таблица 2 Настройки винта и ввод данных

Диаметр шнека D	25.4 мм
Угол спирали	17.5°
Максимальная глубина канала H	1.46 мм
Максимальная ширина канала W	19.3 мм
Длина зоны дозирования L	167.64 мм
Плотность	1220 kg/m^3
Теплопроводность(тесто) kf	0.45 W/mK
Теплопроводность(винт) ks	45 W/mK
Удельная теплоемкость	3320 J/kgK
Температура баррель Tb	73.89 °C
Скорость винта	26 обор/мин
Температура на входе для зоны дозирования	62.7 °C

Таблица 3 Безразмерные параметры для соевой муки тесто с 25 % влажности

Число Пекле Пе Pe	396,260
Число Гриффит G	1,5915
Безразмерная пропускная qv	0,1955

Таблица 4 Безразмерные параметры для соевой муки тесто с 28 % влажности

Число Пекле Пе Pe	396,260
Число Гриффит G	2,0393
Безразмерная пропускная qv	0,1847

Таблица 5 Безразмерные параметры для соевой муки тесто с 33 % влажности

Число Пекле Пе Pe	396,260
Число Гриффит G	1,588
Безразмерная пропускная qv	0,0942

Таблица 6 показывает расчетные и экспериментальные объемные температуры на выходе(пространсвенно-средняя температура) для всех трех случаев. Можно отметить, что экспериментальные значение сообщил Фонг в единицах фут фунтов. Числа, полученные после преобразования в единицы СИ, округляется до одного знака после запятой. Видно, что низкий процент влаги в различных температур намного выше, чем на высоком проценте влаги. Аналогичная тенденция наблюдается и в случае давления на выходе, которого пространство усредненного давления(сравнения показаны в таблице 7). Лучшее согласие для более высокого влагосодержания тесто можно объяснить тот факт, что поток меняется от преимущественно механизма вытеснения(малые n) для сухого тесто вязкого сопротивления(перетаскивания) механизма потока(высокая n) для влажного теста и следовательно, данная модель работает лучше чем последняя.

Таблица 6 Сравнение расчетных и экспериментальных температур на выходе

Влажность Проценты (%)	Выход объемной температуры (экспериментально) °С	Выход объемной температуры (экспериментально) °С
25	110,4	93,998
28	100,1	91,422
33	81,7	80,64

Кроме того, 33 процента содержание влаги тесто менее вязкое(см. таблицу 1) и изменение менее резко в процессе обработки. Другими словами, приготовление в этом случае имеет меньший эффект для вязкости тесто. Поэтому степенная модель лучше подходит для влажного теста. Подводя итог, вязкая модель движения сопротивления(перемещения) в сочетании со степенным уравнением вязкости описывает поведение влажного тесто лучше.

Можно отметить, что экспериментальные значения температуры и давления на выходе получил Фонг усредненные значения и его результаты показывают повторяемость. Соответствующие расчетные значения в этой работе также усредненные значения, то есть пространство усредненный в плоскости xy.