कार्बोहाइड्रेट–प्रोटीन आहार मिश्रणों के बहिर्वेशन का त्रिविमीय ताप-द्रवगतिकीय मॉडलन: एक ही दिशा में घूमने वाले दो स्क्रू की गति और रेडियल अंतराल के प्रभाव
सारांश
कार्बोहाइड्रेट–प्रोटीन आहार मिश्रणों के बहिर्वेशन का त्रिविमीय ताप-द्रवगतिकीय मॉडलन: एक ही दिशा में घूमने वाले दो स्क्रू की गति और रेडियल अंतराल के प्रभाव
सारांश
जलीय कृषि के लिए आहार तैयार करने में कार्बोहाइड्रेट–प्रोटीन मिश्रणों का बहिर्वेशन ऐसे उपकरण में किया जाता है जिसके दोनों स्क्रू एक ही दिशा में घूमते हैं। जिस क्षेत्र में दोनों स्क्रू एक-दूसरे में फँसते हैं, वहाँ श्यान अपव्यय से स्थानीय तापमान बढ़ सकता है और ताप-संवेदनशील प्रोटीनों के ऊष्मीय क्षरण का जोखिम पैदा हो सकता है। इस अध्ययन में 32 मिमी व्यास वाले बहिर्वेशक के इस क्षेत्र में गैर-न्यूटनीय प्रवाह और ऊर्जा परिवहन का युग्मित त्रिविमीय ताप-द्रवगतिकीय मॉडल विकसित किया गया। संशोधित आरेनियस–ओस्टवाल्ड घात-नियम मॉडल से स्थानीय अपरूपण दर और तापमान के आधार पर आभासी श्यानता का वर्णन किया गया। नियंत्रक समीकरणों को परिष्कृत असंरचित जाल पर परिमित अवयव विधि से हल किया गया।
अनुकरण से संकेत मिला कि कुल यांत्रिक ऊर्जा का 75% तक दोनों स्क्रू के बीच के अंतराल में अपव्ययित हुआ, जहाँ स्थानीय अपरूपण दर 1,200 s⁻¹ तक पहुँची। 200 चक्कर प्रति मिनट की गति पर अनुमानित अधिकतम तापमान 408 K (135 °C) था। अध्ययन ने इस स्थिति को प्रोटीनों का ऊष्मीय संपर्क सीमित रखते हुए स्टार्च के जिलेटिनीकरण के लिए अनुकूल माना। 300 चक्कर प्रति मिनट से अधिक गति पर कुछ स्थानों का अनुमानित तापमान 458 K (185 °C) तक पहुँचा, जिससे अमीनो अम्लों के क्षरण का जोखिम संकेतित हुआ। रेडियल अंतराल 0.5 से बढ़ाकर 0.7 मिमी करने पर अधिकतम अपरूपण दर 15–18% घटी और स्थानीय ताप वृद्धि कम हुई।
मॉडल के अनुमानों और प्रायोगिक मापों के बीच दर्ज अधिकतम विचलन 7.4% से कम था। यह मॉडल जलीय कृषि आहार के बहिर्वेशन के दौरान स्थानीय ताप वृद्धि को नियंत्रित करने के लिए स्क्रू की गति और रेडियल अंतराल चुनने में सहायता कर सकता है।
मुख्य शब्द — सह-दिशात्मक द्वि-स्क्रू बहिर्वेशन, जलीय कृषि आहार, ताप-द्रवगतिकीय मॉडलन, श्यान अपव्यय, स्क्रू की गति, रेडियल अंतराल, परिमित अवयव विधि।
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