Какова наиболее эффективная стратегия встряхивания бутылки, чтобы создать глобальный поток?

Рассмотрим бутылку апельсинового сока с кусочками фруктов, собранными на дне бутылки. Нужно встряхнуть бутылку, чтобы кусочки равномерно распределились по бутылке.

Первая часть процесса кажется прямолинейной, достаточно несколько раз резко встряхнуть бутылку, чтобы создать турбулентность и разрушить конгломерат фруктовых кусочков.

Однако какова наиболее энергоэффективная стратегия создания глобального потока для распределения материалов?

Поскольку в начале процесса интересующие частицы собираются на дне бутылки, необходима сильная осевая составляющая, по энергетическим причинам интересен ламинарный поток (при условии, что рассеивание уже произошло).

Изменить, чтобы добавить: «Эффективный» означает наименьшее потребление энергии от меня. Если ваш метод смешивания заключается в том, чтобы сбросить бутылку со скалы, энергия, потраченная на то, чтобы закинуть ее туда, имеет значение.
Там, где я живу, сок продается в круглых бутылках или в коробчатых контейнерах.

Самый эффективный с точки зрения чего? Используемая энергия? время?
добавленная энергия. для времени, вероятно, было бы достаточно просто энергично встряхнуть его и полагаться на турбулентное перемешивание, но это скучно.
Возможно, вы захотите лучше определить энергоэффективность, потому что вы можете использовать потенциальную (гравитационную) энергию жидкости для ее перемешивания.
Я почти уверен, что инженеры-технологи написали кучу книг и статей на эту тему.
Смешивание в целом да, встряхивание - не уверен

Ответы (3)

У меня есть два метода для вас. Для простоты я называю то, что вверху, жидкостью , а то, что внизу, мякотью .

  • Поднимите бутылку и поверните ее на 180 градусов по часовой стрелке, а затем против часовой стрелки в вертикальной плоскости несколько раз (около 4-5 раз) и медленно. При первом повороте пульпа на дне получит нисходящую скорость, а когда вы снова повернете ее в другую сторону, жидкость получит нисходящую скорость, фактически смешивая их (жидкость и пульпу).

Примечание . Движение должно быть достаточно медленным, чтобы сила тяжести действовала на пульпу. И контейнер должен быть частично пуст.

Я думаю, что это более эффективно, чем энергично встряхивать бутылку, потому что, во-первых, вам не нужно разгонять бутылку до очень высокой скорости, а затем многократно замедлять ее, как при энергичном встряхивании. Но это может быть не самым энергоэффективным, и вы можете не получить однородную смесь в конце.

  • Если не важно держать сок в бутылке после его смешивания, то можно сделать какой-то трубчатый механизм, в который вы наливаете сок и он выходит однородно перемешанным.
    Вы можете взять контейнер с отверстием на дне, которое можно закрыть. Перелейте сок в емкость с закрытым отверстием и дайте мякоти отстояться. Соедините отверстие с трубкой, содержащей что-то, что замедляет движение пульпы, но может легко пропускать жидкость.
    Тогда, когда вы откроете отверстие, пульпа пройдет через трубку, замедляясь трубкой, а жидкость, получив возможность легко пройти, будет сталкиваться и эффективно смешиваться с пульпой. Затем вы можете собрать это в стакан.
    Для трубчатого механизма вы можете использовать несколько тонких сит, подобных тем, которые вы используете для разделения грязи и гравия.

Этот метод очень энергоэффективен, так как вам просто нужно залить жидкость в механизм. Остальное сделает гравитация. Но есть технические проблемы, такие как обслуживание и очистка трубки. Может случиться так, что мякоть вообще застрянет внутри трубки, а выйдет только жидкость. Так что вам придется поэкспериментировать с размерами сита.

Примечание . Два описанных мной метода включают не ламинарный, а турбулентный поток. Лично я думаю, что ламинарный поток (даже почти ламинарный) потребует много времени и точности.

Простой двухэтапный процесс:

  • Положите его на бок

  • Крутить это

Очевидно, что это будет лучше работать с цилиндрической бутылкой, а не с более распространенной квадратной бутылкой.

Предположим, речь идет о промышленном цилиндре, и нет возможности перекачать его слишком далеко. Считайте, что этот цилиндр находится в ангаре, который в 10 раз больше его габаритов.
Что ж, в ОП четко указано «бутылка», а не «промышленный цилиндр» апельсинового сока, так что вы заходите немного дальше, чем предполагалось изначально. Мне придется подумать об этом и немного изменить свой ответ.
не хочешь объяснить свои рассуждения, почему это так?
Я имею в виду ваши рассуждения, почему, по вашему мнению, это наиболее эффективно?
Я считаю, что это наиболее эффективно, потому что вы позволяете жидкости и гравитационной потенциальной энергии выполнять большую часть работы по распределению мякоти, все, что вам нужно сделать, это опрокинуть бутылку и толкнуть ее.

Хорошо..

Я думаю, что самый эффективный способ не может сильно отклоняться от «встряхивания бутылки», поскольку, как вы сказали, вам нужен осевой компонент, а все остальное кажется слишком энергозатратным.

На мой взгляд, самым энергоэффективным способом было бы вертикальное круговое движение, при котором вы не используете энергию, чтобы остановить движение, а позволяете ему останавливаться самому.

В противном случае я бы пошел на то, чтобы перевернуть его, как сказал Удибой.