MATH MODEL OF FILTRATION IN AN ULTRASONIC FIELD OF INCREASED INTENSITY

Андрей Иванович Зилинский, Александр Федорович Луговской, Игорь Анатольевич Гришко

Abstract


Purpose. Filtration of liquid may be increased by ultrasonic cavitation. Aim of article is creation of math model of filtration in a standing ultrasonic field.

Design/methodology/approach. Using equation of Herring-Flynn has allowed us to calculate velocity of the wall of bubble, which provided an opportunity to calculate the speed and movement of the pollutant particles in an ultrasonic field in the destruction of the cavitation bubble.

Findings. The analysis of the calculated values show that fluctuations of contaminants in the field of ultrasonic cavitation field is much larger than the filter pore walls, which in fine filters are 5 ... 20 microns.

Originality/value. This paper can explain theory of so called “drunken” parts in ultrasonic fields, however next step is practice realisation. 


Keywords


filtration; ultrasonic cavitation treatment; ultrasound field; ultrasonic cavitation; cavitation erosion.

References


Beljanin P.N., Chernenko Zh.S. Aviacionnye fil'try i ochistiteli gidravlicheskih sistem[Aviation filters and purifiers of hydraulic systems]. Moskow, Mashinostroenie, 1964. 293p.

Abramov E.I., Kolesnichenko K.A., Maslov V.T. Jelementy gidroprivoda[Elements of the hydraulic drive]. Kyiv, Tehnika, 1977

Japan Patent №61129012, МПК B01D 24/26, pub. 17.06.86 г.

Certificate of Authorship№504542, МПК B01D 25/38, pub. 28.02.76 г.

Finkel'shtejn Z.L. Primenenie i ochistka rabochih zhidkostej dlja gornyh mashin[Use and cleaning of hydraulic fluids for mining mashines]. Moskow, Nedra, 1986, 232p.

Novickij B.G. Primenenie akusticheskih kolebanij v Himiko-tehnologicheskih processah (Processy i apparaty himicheskoj i neftjanoj tehnologii)[ The use of acoustic vibrations in chemical-engineering processes (Processes and devices of chemical and petroleum technology)]. Moskow, Himija, 1983, 192 p.

Agranat B.A., Bashkirov V.I., Kitajgorodskij Ju.I., Havskij N.N. Ul'trazvukovaja tehnologija[Ultrasonic technology] Moskow, Metallurgija, 1974, 503p.

Lugovs'kij O.F., Chornij V.І. Journal of Mechanical Engineering the National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" 1999. no. 35, pp. 111-119.

Patent № UA 55323; 17.03.03. Bull. № 3; Chornij V.І., Lugovs'kij O.F., Movchanjuk A.V. Sposіb obrobki і ochistki rіdini ta pristrіj dlja jogo vikoristannja[Method of processing and cleaning fluid and a device for its use].

Lugovskyi A.F., Chuhraev N.V., Ul'trazvukovaja kavitacija v sovremennyh tehnologijah[Ultrasonic cavitation in modern technologies] Kiev, Vidavnicho–polіgrafіchnij centr «Kiїvs'kij unіversitet», 2007. 244 p.

Lugovskoj A.F. , Grishko I.A. Promislova gіdravlіka і pnevmatika[Industrial hydraulics and pneumatic]. 2009, № 4 (26), pp.3-6

Minnaert М. On musical air-bubbles and sound of running water. - Phil. Mag., 1933. - 16,7.-235.

Goljamin I.P., Ul'trazvuk. Malen'kaja jenciklopedija (Ultrasound. Small encyclopedia) Moskow, Sovetskaja jenciklopedija, 1979, 400 p.

Lugovskoj A.F., Mochanjuk A.V., Fesich V.P., Grishko I.S. Vіsnik Kremenchuc'kogo derzhavnogo polіtehnіchnogo unіversitetu іm. M.Ostrograds'kogo. №2/2008 (49). part 2, Kremenchuk, 2008, pp.81-85

Prandtl' L. Gidroajeromehanika[Hydroaeromecanic]. GIITL, 1949, 236 p.

Agranat B.A., Bashkirov V.I., Dokuchaeva V.A., Chernov A.P. O skorosti i jenergii abrazivnoj chasticy v kavitirujushhej zhidkosti./ Ul'trazvukovye metody intensifikacii tehnologicheskih processov[About the speed and energy of the abrasive particles in a fluid cavitation. / Ultrasonic methods of intensification of technological processes]. Moskow, Metallurgija, 1970, pp. 43-53.

Agranat B.A. & others. Ul'trazvukovaja tehnika[Ultrasonic machines]. №3, 1967, pp. 1-5.

Rozenberg L.D. Trudy VI vsesojuznoj akusticheskoj konferencii, serija D11[Works of VI All-Union conference, series D11]. Publishing house of the USSR Academy of Sciences, 1968.

Knjepp R . Dejli Dzh., Hemmit F. Kavitacija[Cavitation]. Moskow, Mir, 1974, 688p.

Flynn H.G. Physics of acoustic cavitation in liquids. In “Physical Acoustics”, v. IB. W. Mason (Ed.), N.Y., 1964.


GOST Style Citations


1. Белянин П.Н., Черненко Ж.С. Авиационные фильтры и очистители гидравлических систем.- М: Машиностроение, 1964.- 293 с. 

2. Абрамов Е.И., Колесниченко К.А., Маслов В.Т. Элементы гидропривода. - К. : "Технiка", 1977 

3. Патент Японии №61129012, МПК B01D 24/26, опубл. 17.06.86 г. 

4. А.С. №504542, МПК B01D 25/38, опубл. 28.02.76 г. 

5. Финкельштейн З.Л. Применение и очистка рабочих жидкостей для горных машин.- М.: Недра, 1986. -232 с. 

6. Новицкий Б.Г. Применение акустических колебаний в Химико-технологических процессах (Процессы и аппараты химической и нефтяной технологии). - М.: Химия, 1983. - 192 с. 

7. Агранат Б.А., Башкиров В.И., Китайгородский Ю.И., Хавский Н.Н. Ультразвуковая технология / Под ред. Б.А. Аграната. - М.: Металлургия, 1974. - 503 с. 

8. Луговський О.Ф., Чорний В.І. Застосування ультразвукових коливань у пристроях фільтрування рідини // Вестник Национального технического университета Украины «КПИ». Машиностроение.- 1999. - Вил. 35.-с. 111-119.

9. Патент № UA 55323; 17.03.03. Бюл. № 3; Чорний В.І., Луговський О.Ф., Мовчанюк А.В. Спосіб обробки і очистки рідини та пристрій для його використання. 

10. Луговской А.Ф. Ультразвуковая кавитация в современных технологиях / А.Ф. Луговской, Н.В. Чухраев. - К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2007. - 244 с. 

11. Луговской А.Ф. Проблемы создания технологического оборудования для ультразвукового кавитационного обеззараживания воды / А.Ф. Луговской, И.А. Гришко // В кн.: Промислова гідравліка і пневматика. – 2009. – № 4 (26). – С.3-6 

12. Minnaert М. On musical air-bubbles and sound of running water. - Phil. Mag., 1933. - 16,7.-235. 

13. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Глав. ред. И. П. Голямина. - М.: Советская энциклопедия, 1979. -400 с. 

14. Луговской А.Ф., Мочанюк А.В., Фесич В.П., Гришко И.С. Исследование рабочей зоны высокоамплитудного кавитационного ультразвукового привода.- Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету ім. М.Остроградського. Вип. 2/2008 (49).Частина 2, -Кременчук, 2008, с.81-85 

15. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. ГИИТЛ, 1949,236 с. 

16. Агранат Б.А., Башкиров В.И., Докучаева В.А., Чернов А.П. О скорости и энергии абразивной частицы в кавитирующей жидкости./ Ультразвуковые методы интенсификации технологических процессов - М.: Металлургия, 1970. -с. 43-53. 

17. Агранат Б.А. и др. Ультразвуковая техника, №3,1967, с. 1-5. 

18. Розенберг Л.Д. Труды VI всесоюзной акустической конференции, серия Д11. Изд-во АН СССР, 1968. 

19. Кнэпп Р . Дейли Дж., Хеммит Ф. Кавитация. - М.: Мир, 1974.-688 с. 

20. Flynn H.G. Physics of acoustic cavitation in liquids. In “Physical Acoustics”, v. IB. W. Mason (Ed.), N.Y., 1964. (Перевод: Флинн Г. Физика акустической кавитации в жидкостях. - В кн.: Физическая акустика. / Пол ред. У. Мезона. - Т.1,часть Б.- М.: Мир, 1967. - С.7-138 .





DOI: https://doi.org/10.20535/2305-9001.2015.74.50413

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2017 Journal of Mechanical Engineering NTUU "Kyiv Polytechnic Institute"