Для повышения точности расчетов продольных акустических размеров ультразвуковых резонансных кавитаторов предложена методика дополнительного учета жидкостной нагрузки технологических кавитационных емкостей.

Рассмотрены особенности возбуждения ультразвуковой кавитации в цилиндрическом технологическом объеме, который образован трубчатым вибратором, что осуществляет радиальные колебания. Представлены результаты аналитического и экспериментального исследования интенсивности кавитации, а также особенности ее распространения в трубчатом вибраторе, который возбуждается четырьмя ультразвуковыми пьезоэлектрическими приводами на наружной образующей поверхности. Исследования кавитации проведены при использовании алюминиевой фольги.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж622

Рубрики:

Кавітаційні технології

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Описано спосіб віброрезонансної кавітаційної обробки рідинних субстанцій і прилад для визначення резонансних частот власних коливань наявних в оброблюваних рідинах зародків кавітації. Доведено, що оптимальними є режими, за яких частоти коливань збурювачів кавітації є кратними частотам власних коливань зародків кавітації.

За експериментальними даними побудовано залежності, які надають змогу одержати відомості щодо пропускної спроможності отворів і насадків для застосування в арматуробудуванні. Запропоновано кавітаційний підхід, що дозволяє визначати коефіцієнт стискання за побудованими витратними характеристиками.

Разработана новая экспериментальная установка, которая направлена обеспечить основы построения экспериментальной методики проведения опытов и оптимизировать поведение гидродинамической кавитации, которое приспособлено к часовым масштабам и специфике гидродинамических реакторов вихревого типа. Рассмотрены теоретические вопросы влияния пульсирующего поля давления и других параметров на окислительные эффекты гидродинамической кавитации. Предложена усовершенствованная теоретическая схема гидродинамической кавитации как АОР процессов.

За методикою адаптаційної медіальної фільтрації з вихідного електрохімічного сигналу виділено складники, які можна ідентифікувати як імпульси тиску за умов кавітації під час випроб на вібраційній установці. Встановлено часові залежності імпульсів тиску і виділених електрохімічних сигналів за кавітації, коли заданий потенціал.

Выполнен краткий обзор по интенсификации технологических процессов и снижении удельного энергопотребления в различных отраслях промышленности с использованием эффектов гидродинамической и ультразвуковой кавитации. В качестве устройства, реализующего режим гидродинамической кавитации, рассмотрена известная в системе регулирования ракетного двигателя трубка Вентури специальной геометрии, получившей название кавитационный генератор колебания давления жидкости. Он преобразует стационарное течение технологической жидкости в дискретно-импульсный поток и обладает простотой изготовления, отсутствием подвижных частей и передачи колебаний давления жидкости на насос, не требует дополнительных источников энергии и органично вписывается в существующее оборудование.

Подано інформацію про устаткування та технології кавітаційної обробки. Розглянуто устаткування для досліджень динаміки віброрезонансних кавітаційних процесів. Проаналізовано динаміку газорідинних потоків у процесах резонансної віброкавітаційної обробки. Увагу приділено низькочастотним електромагнітним кавітаторам резонансної дії. Описано перспективи застосування електромагнітних вібраційних кавітаторів резонансної дії у технологіях водопідготовки та водоочищення.

Розглянуто механізми виникнення і розвитку кавітаційних явищ. Показано переваги використання кавітаційного обладнання. Наведено результати досліджень впливу тривалості обробки на дисперсність та температуру складної гетерогенної системи з фосфоліпідами.

Наведено опис конструкції низькочастотного віброкавітатора для кавітаційної обробки хімічно-активних рідин, рідин під тиском і за підвищених температур. Встановлено його основні конструктивні та технологічні параметри, регулювання якими надає змогу обирати оптимальні режими кавітаційної обробки. Для вибору діапазонів частот коливань збурювачів кавітації розроблено спеціальний прилад.

Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены граничные условия возникновения и прекращения периодически срывного кавитационного течения жидкости в генераторе колебаний давления жидкости. Это позволило выполнить уточнение известной линейной математической модели, описывающей кавитационные колебания, генерируемые периодически срывной кавитацией в генераторе. Результаты расчетов по уточненной математической модели позволили согласовать теоретические зависимости размаха и частоты колебаний жидкости от параметра кавитации с экспериментальными данными.

Проведен качественный анализ механизмов преобразования и выделения энергии при кавитации. Показано, что механическая энергия кавитирующей жидкости может преобразовываться в электрическую, световую и тепловую энергии. Сделано предположение, что при многопузырьковой кавитации возможно выделение тепла жидкостью, превышающее затраты энергии на возбуждение кавитации. Избыток выделения тепла может быть связан с обратимыми структурными переходами в жидкости. Для воды это может быть обусловлено преобразованиями ее кластерной структуры, структуры газовых включений в виде нанопузырьков - бабстонов. Результаты анализа можно использовать для разработки рациональных способов энерговыделения в кавитационных устройствах.

Досліджено фізичні ефекти, що супроводжують кавітацію. Розкрито особливості впливу ультразвуку на бактеріальні дисперсії. Розглянуто хімічні реакції у кавітаційному полі. Досліджено вплив ультразвукової активації на ефективність дії каталітичних розчинів у процесі окиснення етилбензолу та циклогексану. Проаналізовано вплив температури і тиску на показники процесу окиснення. Увагу приділено питанням знезараження води від бактеріальних забруднень за умов кавітації. Викладено технологічні аспекти застосування кавітації. Охарактеризовано перспективи застосування електромагнітних вібраційних кавітаторів резонансної дії.

Досліджено процес кавітаційного оброблення водного середовища за різних конструктивних параметрів кавітувальних елементів. На підставі аналізу графічної інтерпретації побудованої 4-факторної мультиплікативної математичної моделі визначено оптимальні умови для здійснення кавітаційного оброблення. Встановлено вплив введення у водне середовище незначних кількостей повітря (0,5 - 3 % по відношенню до об'єму оброблюваного середовища) на інтенсивність розвитку кавітаційних явищ і супутнього їм ефекту флотації.

Предложена методика расчета основных акустических размеров ультразвукового кавитационного технологического оборудования для обработки в потоке жидкостей с помощью высокоинтенсивного ультразвука. Концентрация ультразвуковой энергии достигнута за счет применения ступенчатого трансформатора колебательного давления. Даны рекомендации по поводу возможностей дополнительного повышения эффективности кавитационной обработки. Обосновано создание сложной резонансной системы с учетом особенностей кавитационно обрабатываемой жидкости. Предложенная методика учитывает параметры жидкости, конструктивные особенности кавитационной камеры и примененные в колебательной системе конструктивные материалы.

Рассмотрены и проанализированы основные методы повышения интенсивности ультразвуковых колебаний в технологическом оборудовании. Предложен метод повышения звукового давления при помощи конического трансформатора давления. Получены выражения для распределения звукового давления вдоль оси конического трансформатора давления. Проанализированы основные факторы, влияющие на эффективность работы конических трансформаторов давления. Предложена методика расчета геометрических размеров конического трансформатора давления. Предложенная методика учитывает параметры жидкости, рабочую частоту и конструктивные особенности кавитационной камеры.

Проанализированы основные конструкции ультразвуковых проточных кавитаторов. Описаны особенности форм кавитационных областей при различных модах колебаний стенок кавитатора. Проведена оценка проблем, возникающих при проектировании электронной системы управления ультразвуковыми приводами кавитатора. Рассмотрены особенности современной элементной базы систем управления ультразвуковыми приводами. Предложена структурная схема управления ультразвуковыми приводами многосекционного ультразвукового проточного кавитатора. Описаны особенности реализации предложенной системы управления. Приведен пример выбора элементной базы для реализации системы управления. Показано взаимодействие функциональных узлов системы управления между собой. Предложен алгоритм поддержания резонансного режима работы ультразвукового привода. Приведены примеры аппаратно-программной реализации систем управления одно и многосекционным проточными кавитаторами.

Рассмотрены физические процессы, что возникают при расположении фильтровальной перегородки в кавитационной среде, созданном ультразвуковом волной, интенсивность которой порог возникновения кавитации. Предоставлен аналитический анализ поведения кавитационного пузыря и частички загрязнителя в ультразвуковом поле, что предоставило возможность построить математическую модель процесса фильтрования в ультразвуковой среде. Предоставлены экспериментальные материалы распространения ультразвуковых волн в замкнутом объеме кавитационного фильтра.

Представлена методика расчета ультразвуковых кавитационных камер резонансного типа с радиальными колебаниями стенок камеры. Путем анализа решений волнового уравнения в цилиндрических координатах показано, что максимальная интенсивность кавитации достигается на оси камеры. Показано, что при радиальных колебаниях стенок кавитатора задача является симметричной и не зависящей от полярного угла. Выведено соотношение, позволяющее оптимизировать выбор материала стенок кавитационной камеры под акустические параметры технологической жидкости. Приведенные соотношения позволяют рассчитать резонансные геометрические размеры кавитационной камеры.