Повышение эффективности кавитационно-акустических воздействий на химико-технологические процессы в аппаратных системах с жидкой фазой значительной вязкости
Хмелев С.С.
| Тип публикации | Автореферат |
| Авторы | Хмелев С.С. |
| Название издания | Бийский технологический институт |
| Год публикации | 2011 |
Аннотация
Цель исследования – создание ультразвуковых аппаратов, способных обеспечить повышение эффективности (производительности) УЗ обработки жидких сред со значительной вязкостью за счет выявления и установления оптимальных режимов кавитационного воздействия в технологических камерах при реализации различных процессов химических технологий.Задачи исследований:
- установление причин, ограничивающих эффективное применение УЗ технологий для интенсификации процессов химических технологий в жидких средах, характеризующихся значительной вязкостью;
- разработка математической модели процесса формирования кавитационных пузырьков с учетом влияния вязкости и выявление оптимальных режимов ультразвукового воздействия на различные по вязкости технологические среды на основе анализа разработанной модели;
- определение условий формирования максимальных по размерам зон кавитационного воздействия в технологических камерах при реализации процессов в жидких средах со значительной вязкостью;
- разработка и изготовление пьезоэлектрических колебательных систем повышенной мощности с увеличенной поверхностью излучения для обеспечения ввода УЗ колебаний с интенсивностью, достаточной для реализации кавитационного процесса;
- разработка специализированных УЗ технологических аппаратов и технологических камер для кавитационной обработки жидких сред в периодическом и проточном режимах;
- исследование функциональных возможностей созданных аппаратов для подтверждения эффективности реализации различных процессов химических технологий.
Объект и методы исследования. Объектом исследования являются процессы химических технологий протекающие под воздействием УЗ колебаний высокой интенсивности, реализуемые при помощи создаваемых аппаратов, содержащих в своем составе пьезоэлектрические колебательные системы повышенной мощности с увеличенной излучающей поверхностью и технологические камеры, обеспечивающие возникновение резонансных явлений для увеличения объемов обрабатываемых сред.
При выполнении работы применялись как теоретические, так и экспериментальные методы исследования, направленные на решение поставленных задач.
Научная новизна:
- определены интенсивности УЗ воздействия, обеспечивающие максимальную эффективность (максимальную производительность при минимальных энергозатратах) технологических процессов в жидких средах значительной вязкости на основе теоретических исследований и анализа модели, учитывающей влияние вязкости на кавитационный процесс;
- определены оптимальные условия формирования максимальных по размерам зон кавитационного воздействия в технологических камерах с наличием отражающей поверхности и установлена возможность увеличения объемов единовременно обрабатываемой среды не менее чем в 3 раза;
- предложены и разработаны пьезоэлектрические преобразователи повышенной мощности, излучатели с увеличенной поверхностью излучения и технологические камеры специальной формы с отражающими поверхностями, обеспечившие возможность применения созданных ультразвуковых аппаратов для интенсификации процессов химических технологий в производственных условиях.
