Chia sẻ bài báo qua Email KHẢO SÁT MÔ PHỎNG SỐ ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆU ỨNG PHI NEWTON LÊN DÒNG CHẢY CHOCOLATE ĐEN TRONG KHOANG CÓ NẮP CHUYỂN ĐỘNG
Thông tin bài báo
Ngày nhận bài: 07/02/26 Ngày hoàn thiện: 28/05/26 Ngày đăng: 29/05/26Các tác giả
Phạm Thanh Huyền
, Trường Cao đẳng Công thương Thành phố Hồ Chí Minh
Tóm tắt
Nghiên cứu này khảo sát dòng chảy chocolate đen phi Newton trong khoang hai chiều có nắp chuyển động, tập trung vào cấu trúc dòng chảy ở các chế độ khác nhau. Tính chất lưu biến của hai mẫu tại 40°C và 42°C, bao gồm ứng suất chảy và tính giả dẻo, được mô tả bằng mô hình Herschel-Bulkley kết hợp với phương pháp hiệu chỉnh Papanastasiou.Các mô phỏng dựa trên phương trình Navier-Stokes với phương pháp thể tích hữu hạn được thực hiện trên dải rộng vận tốc nắp (10-5 ≤ u0 ≤ 0,5 m/s), tương ứng với số Reynolds lên đến Re ~224,9 và số Oldroyd đến Od ~105. Kết quả cho thấy trường độ nhớt và cấu trúc dòng chảy được chi phối bởi sự tương tác giữa vận tốc dòng và đặc tính lưu biến phi Newton. Ứng suất chảy tạo ra các vùng độ nhớt cao và vùng chưa chảy, làm hạn chế chuyển động cắt ở số Reynolds thấp. Khi Re tăng, các vùng này thu hẹp và trở nên phân bố bất đối xứng trong khoang. Đáng chú ý, cùng một số Reynolds không đồng nghĩa với mức độ ảnh hưởng quán tính tương đương như trong dòng chảy chất lỏng Newton vì hiệu ứng nhớt-dẻo có thể chi phối. Các kết quả mới về dòng chảy lưu biến phi Newton cung cấp cơ sở hữu dụng cho việc phân tích quá trình chế biến chocolate như rót khuôn và phủ bề mặt.
Từ khóa
Toàn văn:
PDFTài liệu tham khảo
[1] E. O. Afoakwa, “Chocolate science and technology: An overview,” Trends in Food Science & Technology, vol. 99, pp. 213-224, 2020, doi: 10.1016/j.tifs.2020.01.012.
[2] L. Svanberg, J. Wikström, and D. Johansson, “Rheological behaviour and processability of chocolate,” Journal of Food Engineering, vol. 310, 2021, Art. no. 110662, doi: 10.1016/j.jfoodeng.2021.110662.
[3] L. Chevalier, Q. D. Nguyen, and J. Roberts, “Non-Newtonian rheology of chocolate suspensions,” Food Hydrocolloids, vol. 101, 2020, Art. no. 105902, doi: 10.1016/j.foodhyd.2020.105902.
[4] M. Sikora and S. Kowalski, “Yield stress and shear-thinning behaviour of dark chocolate,” LWT, vol. 154, 2022, Art. no. 113200, doi: 10.1016/j.lwt.2022.113200.
[5] V. Glicerina, F. Balestra, M. Dalla Rosa, and S. Romani, “Temperature-dependent rheological properties of chocolate,” Food Research International, vol. 137, 2020, Art. no. 109613, doi: 10.1016/j.foodres.2020.109613.
[6] E. Mitsoulis and R. R. Huilgol, “Yield-stress fluids: From rheology to flow simulation,” Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, vol. 282, 2020, Art. no. 104195, doi: 10.1016/j.jnnfm.2020.104195.
[7] M. Ramos, J. Ahmed, and M. Sichetti, “Limitations of rheometry for predicting food flow in processing equipment,” Food Engineering Reviews, vol. 14, pp. 489-506, 2022, doi: 10.1007/s12393-021-09304-9.
[8] C. M. Bui, A. N. T. Ho, and X. B. Nguyen, “Flow behaviors of polymer solution in a lid-driven cavity,” Polymers, vol. 14, no. 12, 2022, Art. no. 2330, doi: 10.3390/polym14122330.
[9] C. N. Hoang-Trong, C. M. Bui, and T. X. Ho, “Lid-driven cavity flow of sediment suspension,” European Journal of Mechanics - B/Fluids, vol. 85, pp. 312-321, 2021, doi: 10.1016/j.euromechflu.2020.10.006.
[10] V. Kumbár, V. Kouřilová, R. Dufková, J. Votava, and L. Hřivna, “Rheological and pipe flow properties of chocolate masses at different temperatures,” Foods, vol. 10, no. 11, 2021, Art. no. 2519, doi: 10.3390/foods10112519.
[11] U. K. N. Ghia, K. N. Ghia, and C. T. Shin, “High-Re solutions for incompressible flow using the Navier–Stokes equations and a multigrid method,” Journal of Computational Physics, vol. 48, no. 3, pp. 387-411, 1982, doi: 10.1016/0021-9991(82)90058-4.
[12] W. H. Herschel and R. Bulkley, “Measurement of consistency as applied to rubber-benzene solutions,” Proceedings of the American Society for Testing and Materials, vol. 26, pp. 621-633, 1926.
[13] T. C. Papanastasiou, “Flows of materials with yield,” Journal of Rheology, vol. 31, no. 5, pp. 385-404, 1987, doi: 10.1122/1.549926.
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14760
Các bài báo tham chiếu
- Hiện tại không có bài báo tham chiếu