Ученых физико-технического факультета Томского государственного университета (ТГУ) создает специализированный пакет прикладных программ для изучения особенностей течения реологически сложных жидкостей.
– В производстве многих продуктов качество смешивания имеет критически важное значение, например, это изготовление детского питания, лекарственных препаратов, мазей, полимерных красок и многого другого, – объясняет один из исполнителей проекта, аспирант ФТФ ТГУ Дмитрий Гарбузов. – Современная практика проектирования, изготовления и эксплуатации смесительных аппаратов в различных отраслях промышленности показывает, что успешные результаты могут быть получены только при использовании расчетных алгоритмов, учитывающих реальные физические факторы: геометрию аппарата, реологию среды, режим перемешивания и другие.
Зарубежное программное обеспечение, которое использовали многие предприятия, в последнее время стало недоступным. Чтобы решить эту проблему, научная группа физико-технического факультета ТГУ разрабатывает ПО для автоматического расчета двумерных и трехмерных течений с реологически сложными средами в мешалках различных конфигураций.
Существует огромное число авторских свидетельств на смесительные аппараты различных конструкций и принципов действия. Тем не менее, по-прежнему недостаточно информации об исследованиях потоков неньютоновских жидкостей в смесителях различной конфигурации, к которыми относятся полимерные композиции, расплавы металлов, а также некоторые жидкие массы из химической, пищевой и других индустрий.
– ПО на основе произведенных расчетов подскажет, какая конструкция мешалки будет оптимальной для смешивания тех или иных компонентов, – говорит один из исполнителей проекта, студент ФТФ ТГУ Максим Ефремов. – Наши наработки в виде кода или какого-то графического интерфейса должны быть переданы на производство, и уже инженеры на производстве смогут не прибегать к иностранным дорогостоящим ПО. Наряду с этим один из функционалов программы заключается в том, чтобы по составу компонентов предсказать новую конструкцию, которая обеспечит максимальный КПД в процессе смешивания.
Универсальность разрабатываемого численного алгоритма в том, что применение не ограничивается только мешалками. Программа позволит рассчитывать любые течения внутри сложных геометрических областей, например, течение в элементах технической оснастки.
Добавим, что проект «Исследование течений полимерных композиций в смесителях» (номер 24-29-00594), поддержанный грантом РНФ для малых отдельных научных групп, рассчитан на два года. Готовый продукт физико-техники представят в конце 2025 года.
Источник: tsu.ru
