Badania eksperymentalne

W ramach projektu CoolFood zaprojektowano stanowisko pomiarowe do badania zjawisk cieplno-przepływowych towarzyszącym procesowi mrożenia żywności metodą hydrofluidyzacji uderzeniowej. Stanowisko pomiarowe składa się z dwóch kluczowych elementów takich jak obieg przygotowania cieczy chłodniczej oraz komory zamrażalniczej. Całość zamontowana jest na samonośnej ramie, która zapewnia kompaktowy charakter całej konstrukcji. Zarówno obieg przygotowania czynnika, jak i komora zamrażalnicza zostały wyposażone w szereg przyrządów pomiarowych takich jak termopary, manometry i precyzyjne mierniki przepływu typu Coriolisa. Dodatkowo komora zamrażalnicza została wykonana z przezroczystych elementów. Takie rozwiązanie pozwala na analizowanie pola prędkości przepływu płynu metodą anemometrii obrazowej (ang. PIV). Wewnątrz komory zamrażalniczej znajduje się specjalnie zaprojektowane ramię do montowania analizowanych produktów. Ponadto system mocowania jest pozycjonowany za pomocą dwóch silników krokowych, które umożliwiają symulowanie przejazdu produktów jak w rzeczywistej instalacji tego typu.

Badania numeryczne

Na potrzeby analiz numerycznych, stworzona została platforma CoolFoodPL, umożliwiająca efektywne wykonywanie obliczeń. Kolejne etapy analizy, czyli: budowanie geometrii układu i siatki numerycznej, obliczenia numeryczne oraz generacja wskazanych wyników, wykonywane są automatycznie przez program. Opracowana platforma wykorzystuje komercyjne oprogramowanie ICEM CFD służące do generacji siatek numerycznych oraz solver FLUENT do obliczeń numerycznych. Algorytm działania tego narzędzia przedstawiony jest na poniższym schemacie.

Algorytm działania aplikacji do prowadzenia symulacji numerycznych.

Platforma CoolFoodPL została zintegrowana z powyższą stroną internetową. Po zalogowaniu, użytkownicy uzyskają możliwość zlecenia obliczeń cieplno-przepływowych dla zadanych przez siebie parametrów geometrycznych i przepływowych. Wersja demonstracyjna pozwala na przeprowadzenie symulacji dla jednego z kilku dostępnych produktów spożywczych.