ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ВЗАЄМОДІЇ АПАРАТУ І ТЕХНОЛОГІЧНОГО СЕРЕДОВИЩА В УМОВАХ РОЗВИНЕНОІ КАВІТАЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.20535/2305-9001.2016.76.39735Ключові слова:
кавітація, ультразвук, технологічне середовище, контактна зона, дисипація, хвильовий опірАнотація
Розглянуто підходи до визначення моделі та параметрів процесу кавітації технологічного середовища. Виявлено,що технологічне середовище, підкорене кавітаційній обробці, представляє собою пружно-в’язко-пластичне тіло і може бути описане моделлю Бінгама-Шведова. Реалізована ідея розгляду контактної зони взаємодії системи «кавітаційний апарат – технологічне середовище» на основі визначення рівноваги силового тиску апарату і напружень, виникаючих в оточені бульбашки з розглядом моделі рідини, як системи з розподіленими параметрами. Оскільки дослідженню підлягають різні технологічні середовища, які в процесі кавітації проявляють як в’язкі, так і пластичні властивості, розглянуто врахування розсіювання енергії в кавітуючому середовищі, у тому числі в контактній зоні за законами зміни частотнонезалежних і частотнозалежних коефіцієнтів дисипації Такий підхід дав можливість розкрити фізичну сутність взаємодії, отримати аналітичні залежності для встановлення основних параметрів, в тому числі контактного тиску і хвильового опору в контактній зоні системи «кавітаційний апарат-технологічне середовище». Запропоновано вибирати значення вхідного опору компенсатора довжиною λ/4 для отримання умови максимальної передачі, за якою хвильовий опір апарату і компенсатора узгодженні. Розташовуючи між границею апарату і середовищем допоміжний шар матеріалу з таким акустичним опором, забезпечується рівність акустичного опору апарату і еквівалентної лінії передачі. Тоді, відбиття від обох границь додатково встановленого шару хвилі будуть рівні за амплітудою, забезпечуючи таким чином максимальну передачу енергії на протікання технологічного процесу.Посилання
Ляшок, А., Яхно, О., Луговской А. (2013), “Энергетическая модель процесса ультразвукового распыления в тонком слое”, MOTROL, Commission of Motorization and Energetics in Agriculture, Vol. 15, №5, cc. 91–97.
Новицкий, Б.Г. (1983), Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии) [Текст], Химия, Москва, Россия.
Хмелев, В.Н., Леонов, Г.В., Барсуков, Р.В., Цыганок, С.Н., Шалунов, А.В. (2007), Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности, сельском и домашнем хозяйстве, Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, Бийск, Россия.
Huang, Y.D., Liu L., Qiu, J.H., Shao, L. (2002). “Influence of ultrasonic treatment on the characteristics of epoxy resin and the interfacial property of its carbon fiber composites”,. Composit. Sci. Techn., Vol.62, pp. 2153.
Margulis, M.A. (1995). Sonochemistry and Cavitation, Gordon & Breach, London, UK.
Голых, Р.Н., Хмелёв, В.Н., Хмелёв, С.С., Карзакова, К.А. (2013). “Выявление оптимальных режимов и условий ультразвуковой кавитационной обработки высоковязких жидкостей”, Научно-технический вестник Поволжья, №2, cc. 249-251.
Brenner, T. and Grossman, H. “Application of high-power ultrasound in fibre suspensions to increase the strength of paper” [Электронный ресурс]. 40th International Annual Symposium DITP. http://www.cepi.org/system/files/public/ epw-presentations/
Лукьянченко, М., Джелял, А., Струбалин, А. (2013), “Влияние технологических параметров на прочность различных видов вяжущих при ультразвуковой обработке водотвердых суспензий”, MOTROL, Commission of Motorization and Energetics in Agriculture, Vol. 15, №5, cc. 17–22.
Осадчук, П. (2010). “Влияние ультразвукового поля на процес очищения подсолнечного масла”, MOTROL, Commission of Motorization and Energetics in Agriculture, №12, pp. 309–314.
Агранат, Б.А., Башкиров, В.И. (1969), “Влияние статического давления на акустические свойства кавитирующей жидкости”, Акустический журнал, Т.15, вып. 4, cc. 605–607.
Казанцев, В.Ф. (1959), “Движение газовых пузырьков в жидкости под действием сил Бьеркнеса, возникающих в акустическом поле”, Докл. АН СССР, Т. 129, №1, cc. 64–67.
Grum, J.A. (1985), “Sonoluminescence produced by “stable” cavitation”, I bid, Vol. 78, № 1, pp. 137–139.
Когарко, Б.С. (1961), “Об одной модели кавитирующей жидкости”, Доклады АН СССР, Т. 137, вып. 6, cc. 1331–1333.
Луговской, А.Ф., Чухраев, Н.В. (2007), Ультразвуковая кавитация в современных технологиях, Київський університет, Київ, Україна.
Вітенько, Т.М. (2009), Гідродинамічна кавітація у масообмінних, хімічних і біологічних процесах, Видавництво ТДТУ ім. І Пулюя, Тернопіль, Україна.
Литвиненко, О.А. Некоз, О.І. (1999), Кавітаційні пристрої в харчовій, переробній та фармацевтичній промисловості, РВЦ УДХТ, Київ, Україна.
Сыротюк, М.Г. (1969), “Кавитационная прочность воды”, Труды акустического института, Вып. 6, cc. 5 – 15.
Стебновский, С.В. (2001), “Обобщенная реологическая модель кавитирующих конденсированных сред”, Прикладная механика и техническая физика, Т. 42, №3, cc. 116–129.
Долинский, А.А., Иваницкий, Г.К. (2008), Тепломассообмен и гидродинамика в парожидкостных дисперсных средах. Теплофизические основы дискретно-импульсного ввода энергии, Наукова думка, Київ, Україна.
Агранат, Б.А. (1974), Ультразвуковая технология, Металлургия, Москва, Россия.
Берник, І.М., Луговський, О.Ф. (2014), “Встановлення основних параметрів впливу технологічного середовища на робочий процес ультразвукової кавітаційної обробки”, Вібрації в техніці та технологіях, № 3 (75), cc. 121–126.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
