Cleaning of thick viscoplastic soil layers by impinging water jets
Cleaning of thick viscoplastic soil layers by impinging water jets
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通过冲击水射流清洁厚粘塑性土壤层
DOI：
10.1016/j.jfoodeng.2022.111290
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发表时间：
2023
影响因子：
5.5
通讯作者：
Chee M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chee M
研究了在射流速度为10.6-25.4 m s−1（10 500 <Re< 25 400）的条件下，通过湍流、相干、直径为2 mm的水射流从聚甲基丙烯酸甲酯板上去除三种粘塑性软固体食品相关材料（保湿霜、Biscoff®涂抹酱和光滑花生酱）的厚层（约1-10 mm）。当层厚度小于喷嘴直径时，土壤去除涉及圆形凹坑的生长。在较厚的土层中，被清除的土壤最初形成一个水泡，随后破裂，然后通过弹坑清除。使用2 mm和3 mm喷嘴对保湿霜的起泡形成和动力学进行了研究，这表明该过程可以用简单的几何模型描述。在玻璃和不锈钢基材上使用保湿霜的测试表明基材对去除行为的影响很小。通过格洛弗等人（2016年）的动力学模型量化了成坑状态下的去除率，并将层厚度对动力学参数的影响与Fernandes和Wilson（2020年）模型预测的趋势进行了比较：定性一致性很明显。这些结果用于重新研究Tuck等人（2019，2020）报告的水射流冲击Carbopol®层形成水泡的研究，并从他们的数据中提取动力学参数。
The removal of thick (approximately 1–10 mm) layers of three viscoplastic soft-solid food-related materials (a moisturising cream, Biscoff® spread and smooth peanut butter) from polymethylmethacrylate plates by turbulent, coherent, 2 mm diameter water jets was studied for jet velocities of 10.6–25.4 m s−1(10 500 <Re< 25 400). When the layer thickness was smaller than the nozzle diameter, soil removal involved the growth of a circular crater. With thicker layers, the removed soil initially formed a blister which subsequently ruptured, and removal by cratering followed. Blister formation and dynamics were studied for the moisturising cream using 2 mm and 3 mm nozzles, which indicated that this process could be described by simple geometric models. Tests with the moisturising cream on glass and stainless steel substrates indicated little effect of substrate on the removal behaviour. The rate of removal in the cratering regime was quantified by the kinetic model of Glover et al. (2016) and the effect of layer thickness on the kinetic parameters compared with the trend predicted by the model of Fernandes and Wilson (2020): qualitative agreement was evident. The results were used to revisit the study of blister formation by water jets impinging on Carbopol® layers reported by Tuck et al. (2019, 2020) and extract kinetic parameters from their data.
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