Выявление условий и режимов ультразвукового воздействия для формирования факела распыления с заданными характеристиками по дисперсности, производительности и форме

• Автор: Шалунова, Анна Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Анализ технологий распыления жидкостей и способов формирования факела распыления с заданными характеристиками
1.1 Основные параметры формируемого факела распыления
1.1.1 Дисперсные характеристики
1.1.2 Характеристики распределения
1.1.3 Характеристики формы
1.1.4 Гидродинамические параметры
1.2 Процессы химической технологии, основанные на распылении жидкостей
1.2.1 Очистка газов от примесей
1.2.2 Распылительная сушка
1.2.3 Мокрая очистка газов от дисперсных примесей
1.2.4 Гранулирование
1.2.5 Нанесение покрытий
1.2.6 Общие требования к распылителям
1.3 Способы распыления
1.3.1 Г идравлическое распыление
1.3.2 Механическое распыление
1.3.3 Пневматическое распыление
1.3.4 Электростатическое распыление
1.4 Ультразвуковое распыление
1.4.1 Ультразвуковое оборудование для распыления жидкостей
1.4.2 Типы излучающих поверхностей для распыления жидкостей
1.4.3 Способы подачи жидкости на излучающую поверхность
1.5 Постановка задач исследования

2 Теоретическое исследование процесса ультразвукового распыления жидкостей с целью определения конструктивных параметров распылителей и режимов ультразвукового воздействия, обеспечивающих формирование факела распыления с необходимыми дисперсными и геометрическими характеристиками
2.1 Определение режимов ультразвукового воздействия, обеспечивающих формирование капель жидкости с заданными дисперсными характеристиками
2.1.1 Определение амплитуды звукового давления в слое распыляемой жидкости
2.1.2 Определение максимального радиуса кавитационного пузырька в зависимости от толщины слоя распыляемой жидкости
2.1.3 Определение величины амплитуды давления во фронте ударной волны, возникающей при захлопывании кавитационного пузырька
2.1.4 Определение длины и амплитуды образующихся капиллярных волн
2.1.5 Определение диаметра формируемых капель жидкости
2.1.6 Определение производительности УЗ распыления жидкостей
2.2 Определение геометрических размеров формируемого факела распыления
2.2.1 Определение скорости отрыва капель распыляемой жидкости
2.2.2 Определение геометрических размеров излучающей поверхности, обеспечивающей формирование факела распыления необходимого диаметра
2.2.3 Определение угла при вершине распылительной поверхности

2.2.4 Определение площади растекания жидкости по распылительной поверхности
2.2.5 Определение количества и местоположения отверстий для подачи жидкости на распылительную поверхность
3 Экспериментальное исследование процесса ультразвукового распыления жидкостей и определение характеристик формируемого факела аэрозоля
3.1 Экспериментальные установки для проведения исследований процесса ультразвукового распыления жидкостей
3.2 Типы ультразвуковых колебательных систем, используемых для проведения экспериментов
3.3 Типы распыляемых жидкостей, использовавшихся при проведении экспериментов
3.4 Определение зависимости среднего диаметра формируемых капель от амплитуды и частоты ультразвукового воздействия
3.5 Определение зависимости среднего диаметра формируемых капель от вязкости распыляемой жидкости
3.6 Определение зависимости среднего диаметра формируемых капель от поверхностного натяжения распыляемой жидкости
3.7 Определение размеров формируемого факела для различных распылительных поверхностей
3.8 Определение зависимости производительности распыления жидкостей от частоты колебаний распыляющей поверхности
4 Практические конструкции ультразвуковых распылителей, разработанные с учетом полученных результатов

К недостаткам электростатического распыления также следует отнести необходимость дорогостоящего оборудования, его высокую энергоемкость, малую производительность и необходимость высококвалифицированного обслуживания оборудования. Главным образом этот метод находит применение в некоторых типах распылительных сушилок и при нанесении покрытий методом распыления.
1.4 Ультразвуковое распыление
При ультразвуковом способе распыления жидкость переходит в аэрозольное состояние за счет увеличения поверхностной энергии пленки жидкости, которое достигается путем наложения на нее механических колебаний [45-51] ультразвуковой частоты.
В аэрозольное состояние под действием ультразвуковых колебаний жидкость переходит на границе раздела газовой и жидкой сред. Акустическая энергия может быть подведена к зоне распыления как со стороны жидкости, так и со стороны газа. Существует следующая классификация способов акустического распыления жидкости [52]:
1. Распыление жидкости с подведением акустической энергии к рабочей зоне через газ.
2. Распыление жидкости с подведением акустической энергии к рабочей зоне через жидкость:
а) распыление жидкости в фонтане (высокочастотные УЗ
колебания);
б) распыление жидкости в слое (низкочастотные УЗ колебания).
О физическом механизме распыления жидкости с подведением
акустической энергии к рабочей зоне через газ высказано два общих предположения. Фортман В. К. [53] полагает, что аэрозоль образуется в результате разрушения струй и капель жидкости турбулентными