Исследование ультразвукового воздействия на технологические среды и повышение эффективности технологических аппаратов

Исследование ультразвукового воздействия на технологические среды и повышение эффективности технологических аппаратов

Автор: Барсуков, Роман Владиславович

Шифр специальности: 05.17.08

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2005

Место защиты: Бийск

Количество страниц: 142 с. ил.

Артикул: 3299866

Автор: Барсуков, Роман Владиславович

Стоимость: 250 руб.

Исследование ультразвукового воздействия на технологические среды и повышение эффективности технологических аппаратов  Исследование ультразвукового воздействия на технологические среды и повышение эффективности технологических аппаратов 

1М электрический эквивалент массы колебательной системы, Н
1СР электрический эквивалент массы обрабатываемой среды, Н
длинна, м
М молекулярная масса, кг т масса, кг
5, гидростатическое давление, Па
РБ давление сил поверхностного натяжения, Па
РАК акустическая мощность, Вт
Рг давление газа, Па
Рм амплитуда звукового давления, Па
Рп давление насыщенного пара, Па
Рул электрическая мощность, Вт р мгновенное значение звукового давления, Па
объем эмульсии, м
у механическая добротность
2Ээлектрическая добротность
Л радиус пузырька, м
Я0 радиус кавитационного зародыша, м
шх радиус резонансного пузырька, м
Яг универсальная газовая постоянная, Джмоль1К
Яд активное сопротивление пьезокерамических элементов, Ом
Яш сопротивление излучению, Ом
Як активная компонента собственного механического импеданса, Ом ЯцП сопротивление механических потерь, Ом
Яи активная составляющая импеданса нагрузки, 0м г расстояние до излучателя, м
5 площадь поверхности раздела фаз, м
5 площадь сечения колебательной системы, м
Б им площадь излучения, м
Т техмпература, К
Тк период колебаний, сек
время, сек
1Ж время жизни кавитационного пузырька, сек
и,ш напряжение на выходе электронного генератора, В
V объем, м
скорость движения пузырька, мсек
УСФ объем жидкости заключенный в сфере, м3 дУСФ вытесненный из сферы объем жидкости, м
Хш радиус захватываемой частицы, м
Хк реактивная компонента собственного механического импеданса колебательной системы, Ом
Хи реактивная составляющая импеданса нафузки, Ом х перемещение, м
2 полный механический импеданс колебательной системы, Ом
2Э импеданс электрической ветви, Ом
2СК емкостное сопротивление пьезокерамических элементов, Ом
2Ю электрический эквивалент собственного механического импеданса колебательной системы, Ом
2Ю электрический эквивалент импеданса обрабатываемой среды, Ом
2вх входной электрический импеданс эквивалентной схемы колебательной системы, Ом
2Н импеданс нафузки, Ом
2К собственный механический импеданс колебательной системы, Ом
а коэффициент пропорциональности между акустической энергией и индексом кавитации
рк сжимаемость кавитирующей среды, Па1 рж сжимаемость жидкой среды, Па1 рг сжимаемость газа, Па
рк коэффициент преобразования акустической энергии в кавитационную
адиабатная сжимаемость, Па1 у показатель политропы коэффициент потерь
т динамическая вязкость, Па сек тэл электроакустический КПД
Ядлина звуковой волны, м
Ак длина поверхностной волны, м
у показатель адиабаты
р плотность среды, кгм
рж плотность жидкой фазы, кгм
рк плотность кавитирующей среды, кгм
Ружс плотность материала ультразвуковой колебательной системы, кгм рг плотность газа, кгм
ст коэффициент поверхностного натяжения жидкости, Нм о колебательная скорость, мсек со угловая частота, радсек
АПЧ автоматическая подстройка частоты
АЧХ амплитудночастотная характеристика
КПД коэффициент полезного действия
САУ система автоматического управления
УЗ ультразвуковой
УЗКС ультразвуковая колебательная система
ФАПЧ фазовая автоматическая подстройка частоты
ФЧХ фазочастотная характеристика.
Содержание
Введение.
1 Анализ состояния ультразвуковой техники и технологий.
1.1 Анализ физических эффектов, обуславливающих
интенсификацию технологических процессов в жидких средах
1.2 Интенсификация технологических процессов в ультразвуковых полях
1.2.1 Ультразвуковое эмульгирование и получение суспензий
1.2.2 Экстракционные процессы
1.2.3 Ультразвуковое диспергирование.
1.3 Ультразвуковые аппараты для интенсификации химикотехнологических процессов, протекающих в жидких средах.
1.3.1 Общие сведения об ультразвуковых технологических аппаратах
1.3.2 Ультразвуковые технологические аппараты химических
производств
1.3.3 Структура ультразвукового технологического аппарата.
Требования к ультразвуковым аппаратам
1.3.4 Анализ недостатков ультразвуковых аппаратов химических технологий.
2 Теоретическое исследование ультразвуковых технологических аппаратов с целью выявления причин, снижающих эффективность их
работы.
2.1 Характеристики обрабатываемых сред в технологических процессах
2.2 Механический импеданс колебательной системы
2.3 Эквивалентная электрическая схема ультразвуковой колебательной системы
4 2.3.1 Выявление параметров модели, чувствительных к изменению
свойств жидких сред подвергаемых воздействию ультразвуковой энергии.
2.3.2 Выявление причин снижающих точность настройки электронных генераторов на резонансную частоту ультразвуковых колебательных систем
2.3.3 Выявление причин снижающих точность косвенной оценки амплитуды механических колебаний ультразвуковых колебательных
систем
3 Исследование влияния свойств обрабатываемых технологических сред на электрические параметры ультразвуковых колебательных систем и электронных генераторов
3.1 Разработка измерительного стенда для исследования влияния свойств обрабатываемых сред на электрические параметры колебательных систем
3.2 Выбор оборудования и материалов для проведения
экспериментальных исследований
3.3 Методика проведения экспериментов.
3.4 Исследование влияния свойств сред на частотные характеристики электрических параметров колебательных систем.
3.4.1 Результаты экспериментальных исследований влияния свойств сред на параметры ультразвуковых колебательных систем.
. 3.4.2 Исследование влияния свойств жидких сред при излучении
ультразвуковых колебаний через цилиндрические рабочие
инструменты.
3.4.3 Исследование влияния свойств сред при излучении ультразвуковых колебаний через грибовидные рабочие инструменты диаметром , , и мм
4 Разработка методов проектирования узлов ультразвуковых
аппаратов и излучателей.
V 4.1 Методика определения основных параметров ультразвуковых
генераторов.
4.2 Разработка узлов и элементов систем автоматической подстройки частоты и систем контроля амплитуды механических колебаний
4.2.1 Разработка устройства выделения сигнала, пропорционального величине амплитуды механических колебаний
4.2.2 Разработка устройства выделения сигнала с частотными характеристиками колебательной скорости ультразвуковой колебательной системы
4.2.3 Обеспечения режима регулирования энергетического воздействия
при реализации ультразвуковых технологических процессов
4.3 Разработка электронных генераторов для реализации различных технологических процессов.
4.4 Анализ работы ультразвуковых аппаратов при обработке технологических сред с изменяющимися свойствами.
г 4.5 Исследование эффективности разработанных ультразвуковых
аппаратов при реализации процесса диспергирования
Заключение.
Список литературы


Повышение эффективности химических производств путем применения ультразвуковых колебаний высокой интенсивности может быть обеспечено только за счет совершенствования существующих и создания новых технологических аппаратов, способных обеспечить максимально эффективное ультразвуковое воздействие на различные технологические среды. К сожалению, используемые в настоящее время на химических производствах ультразвуковые аппараты, не обеспечивают автоматической оптимизации УЗ воздействия при изменении свойств технологических сред и не учитывают влияния этих сред и происходящих в них изменений на работу аппаратов. Это обусловлено отсутствием в используемых аппаратах систем, обеспечивающих изменение режимов работы электронного генератора при всех возможных статических и динамических явлениях, происходящих в обрабатываемых технологических средах. В связи с этим, необходимость повышения эффективности химических производств и отсутствие пригодного для этого оборудования свидетельствуют об актуальности задачи дальнейшего совершенствования УЗ технологических аппаратов. Цель работы повышение эффективности ультразвуковых технологических процессов за счет создания ультразвуковых технологических аппаратов, построенных по новым конструктивным и принципиальным схемам, способных обеспечивать максимально эффективное воздействие на различные технологические процессы при минимальных энергетических затратах. Обосновать возможность повышения эффективности использования ультразвуковой аппаратуры для интенсификации технологических процессов, протекающих в жидких средах. Разработать модель, описывающую свойства жидких технологических сред, подвергаемых ультразвуковому воздействию и позволяющую определять волновое сопротивление технологических сред в зависимости от величины звукового давления и свойств обрабатываемой среды. Экспериментально исследовать влияние обрабатываемых сред на электрические параметры ультразвуковых колебательных систем резонансную частоту, добротность, входное сопротивление, импеданс и электронных генераторов для установления диапазонов необходимой перестройки параметров электронных генераторов при обработке различных технологических сред. Разработать серию ультразвуковых технологических аппаратов для интенсификации различных технологических процессов. Исследовать особенности использования разработанных ультразвуковых технологических аппаратов различной мощности, обеспечивающих повышение эффективности ультразвукового воздействия на различные жидкие среды. И.И. Ползунова. Автор выражает глубокую благодарность и искреннюю признательность коллективу лаборатории, а также Хмелеву Владимиру Николаевичу за полезные замечания и консультации, поддержку и помощь в работе. Применение ультразвуковых колебаний высокой интенсивности является перспективным и прогрессивным направлением в развитии различных отраслей промышленности. Это связано с тем, что воздействие акустических колебаний на химикотехнологические процессы может иметь следующий характер 1 4 стимулирующий в тех случаях, когда они являются движущей силой процесса например, при акустическом диспергировании и акустической очистке интенсифицирующий в тех случаях, когда колебания лишь увеличивают скорость процесса например, при акустическом растворении, акустической кристаллизации и акустической сушке оптимизирующий в тех случаях, когда акустические колебания упорядочивают течение процесса например, при акустической грануляции и акустическом центрифугировании. Ультразвук находит применение практически во всех известных химикотехнологических процессах 2 таких как гидромеханические, тепловые, массообменные, механические, химические. Столь широкое использование ультразвуковой энергии в промышленности обусловлено фактом порождения явлений 4, возникающих в ультразвуковых полях высокой интенсивности. К этим явлениям относят кавитацию, акустические течения, пульсацию газовых пузырьков. Ультразвуковые колебания это упругие, механические колебания с частотой выше порога слышимости человеческого уха более кГц, распространяющиеся в различных материальных средах и используемые для воздействий на жидкие, твердые и газообразные вещества 1 4.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.214, запросов: 242