Опубликовано: Янв 31, 2019

Означает ли наличие ограничителей потока в моей машине, что я получаю одинаковую скорость потока независимо от того, где у меня установлено давление в насосе?

Короткий ответ - нет. Расход и давление взаимосвязаны, поэтому при прочих равных условиях увеличение давления увеличивает поток, выходящий из ограничителя. Однако физика вокруг потока сложна, особенно когда вы начинаете учитывать кофе. шайбу.

Во-первых, нам нужно понять, что делает ограничитель потока. Ограничитель потока - это отрезок трубки с очень маленьким диаметром (обычно 0,8 мм), расположенный где-то между насосом и группой в кофемашине эспрессо. Это похоже на заглушку с отверстием в ней. Небольшой диаметр ограничителя потока ограничивает поток, что увеличивает время, необходимое для смачивания шайбу и заполните пространство над шайбу (свободное пространство), создавая небольшое окно низкого давления предварительная инфузия.

Во-первых, давайте взглянем на упрощенную схему маршрута, по которому вода достигает кофе:

Вода, поступающая в машину, нагнетается насосом под давлением в трубы, соединяющие насос с ограничителем потока. Здесь к трубам обычно подключается манометр, что означает, что он измеряет давление в насосе, а не в кофе. шайбу сам. Ограничитель потока расположен между насосом и головкой группы, обычно довольно близко к самой группе. В головной части группы вода должна проходить через небольшие отверстия в распылительном блоке и душевой сетке, проходить через свободное пространство между экраном и шайбу, а затем, наконец, через шайбу сам.

Рассмотрим случай, когда насос включен, но в группе нет кофе. Давление заставляет воду течь по трубам к ограничителю, создавая давление в трубопроводе, пока не достигнет заданного значения. давление насоса. После ограничителя вода может легко вытекать через головку группы. Это означает, что давление в группе не может нарастать, поэтому мы можем эффективно игнорировать то, что здесь происходит в этом случае. Вместо этого поток во всей системе определяется потоком через ограничитель. (Мы игнорируем небольшую часть сопротивление создается самими трубами в этом случае)

Сам ограничитель представляет собой небольшую трубку, что означает, что мы можем считать, что поток воды через нее ламинарный. Это означает, что вода молекулы проходят через него по прямым линиям, а не создают водовороты, мешающие потоку. В ламинарном потоке скорость потока прямо пропорциональна градиенту давления., что означает, что если вы удвоите давление насоса, вы удваиваете скорость потока. Таким образом, мы можем ясно видеть, что ограничитель не дает постоянного потока, но он все равно меняется в зависимости от давление насоса.

Турбулентный поток возникает, когда вода проходит через более широкое отверстие - например, в специальном варочном котле. В турбулентном потоке завихрения больше мешают потоку с увеличением давления, а это означает, что поток увеличивается только пропорционально квадратному корню из давления. Тем не менее, повышение давления по-прежнему означает увеличение скорости потока.

Как только вы учтете шайбу, все становится немного сложнее. Рассмотрим ситуацию, когда поток через шайбу очень медленный (близкий к нулю). В этом случае, когда шайбу мокрый и свободное пространство заполнен, давление в группе будет расти, чтобы стать более или менее таким же, как давление в насосе. Поскольку вода проходит через ограничитель легче, чем через шайбу, он больше не ограничивает поток, но вместо этого поток через всю систему определяется тем, как быстро он движется через шайбу. В этом случае давление может оказать неожиданное влияние на скорость потока из-за влияния давления на шайбу сам. Повышенное давление увеличит поток до определенной точки, но высокое давление может вдавить частицы кофе в шайбу вместе, устраняя любые зазоры для протекания воды, и, таким образом, фактически уменьшать поток. (Рао 2013a)

Реальная жизненная ситуация находится где-то посередине между этими двумя сценариями. Давление перед ограничителем всегда будет более или менее давление насоса. Сначала шайбу создает сильные сопротивление к потоку воды, позволяя давлению расти после ограничителя, создавая ситуацию, аналогичную описанному выше второму сценарию. По мере роста давления в группе поток через шайбу будет увеличиваться до определенного момента, и в этом сценарии расход определяется составом шайбу. Однако по мере того, как твердые частицы кофе начинают растворять, то шайбу начинает разрушаться во время выстрела, обеспечивая все меньше и меньше сопротивление (Рао 2013b). Это означает, что скорость потока через шайбу будет увеличиваться на протяжении всего цикла, пока не приблизится к той же скорости, что и у вас вообще без кофе в группе. На этом этапе мы вернулись к первому сценарию, описанному выше, где скорость потока точно пропорциональна давление насоса.

Здесь интересно отметить, что даже при устойчивом давление насоса, давление на шайбу фактически уменьшается на протяжении всего кадра, но скорость потока увеличивается. Это одна из причин того, что профилирование потока, в отличие от профилирования давления, так интересно - оно может компенсировать несоответствия в шайбу, тем более что он начинает ломаться.

Последнее техническое замечание: кофемашина эспрессо, в которой для нагрева воды для заваривания используется теплообменник, часто будет иметь дополнительные ограничители потока в нагревательном контуре. Они не влияют на поток в группу при включенном насосе, а вместо этого контролируют скорость циркуляции воды через теплообменник и, следовательно, влияют на температуру заваривания.

использованная литература

С Рао, 2013а. Глава 3: Давление насоса. В: Экстракция эспрессо: измерение и мастерство.

С. Рао, 2013б. Глава 11: Профилирование давления. В: Экстракция эспрессо: измерение и мастерство.

Календарь коучинга

Июль 2022

ПнВтСрЧтПтСбВс
1
  • CN:咖啡师认证
2
  • CN:咖啡师认证
3
  • CN:咖啡师认证
4
5
6
7
  • CN:过滤式认证
8
  • CN:过滤式认证
9
  • CN:过滤式认证
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Узнай больше...

1 Комментарий

  1. john

    Расход через ограничитель всегда будет одинаковым, если за ним не окажется кофейная шайба, создающая большее ограничение. Скорость потока из кофейного слоя будет равна нулю, пока весь воздух не будет выпущен из корзины и заменен водой, но скорость потока через ограничительную струю будет определять, как быстро это произойдет.
    https://thammyxinh.vn/day-hoc-phun-xam-tham-my/

Оставить комментарий