Исследование динамических процессов в проточном волновом генераторе плоского типа для формирования тонкодисперсных эмульсий из несмешивающихся сред

• Автор: Юшков, Николай Борисович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧИ
1Л. Обзор существующих типов смесительных устройств, их достоинства и недостатки
1.2. Математические модели расчета течения жидкости при высокой степени турбулентности
1.3. Особенности поперечного обтекания тел различной формы
1.4. Выводы по главе 1. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Выбор геометрии проточной части волнового генератора
2.2. Проектирование и монтаж экспериментального гидродинамического стенда
2.3. Разработка методики визуализации потока жидкости в канале волнового генератора плоского типа
2.4. Методика определения интенсивности кавитационных процессов и их связь с амплитудно-частотными характеристиками
2.5. Разработка методики определения влияния кавитации на формирование тонкодисперсных эмульсий
2.6. Методика измерения статического давления в следе за телами обтекания
2.7. Расчет энергетических затрат работы волнового генератора
2.8. Погрешности измеряемых величин
2.9. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ В ПРОТОЧНОМ ВОЛНОВОМ ГЕНЕРАТОРЕ ПЛОСКОГО ТИПА51 3.1.Экспериментальное исследование течения жидкости в проточном генераторе с
визуализацией потока при обтекании тел различной формы
3.2. Гидродинамические особенности течения жидкости в узком профилированном канале с различными телами обтекания

3.3.Исследование влияния гидродинамических параметров течения жидкости на
интенсивность кавитационной эрозии
3.4. Анализ нестационарных волновых явлений в следе за телами обтекания различной формы
3.5. Исследование полей статического давления за телами обтекания различной формы
3.6. Исследование влияния внешней турбулентности потока на формирование
кавитационных явлений
3.10. Выводы по главе
ГЛАВА 4. Формирование тонкодисперсных эмульсий из несмешивающихся жидкостей
4.1. Исследование влияния кавитации на образование однородных эмульсий в проточном волновом генераторе плоского типа
4.2. Оценка энергозатрат работы проточного волнового генератора плоского типа для формирования тонкодисперсных эмульсий
4.3. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ ПЛОСКОГО ВОЛНОВОГО ГЕНЕРАТОРА В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
5.1. Очистка нерафинированного масла
5.2. Технология обессоливания нефти
5.3. Подготовка и сжигание местного топлива (сырой нефти) в виде водотопливной эмульсии в котле ДКВР 10/
5.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Приготовление тонкодисперсных, высокогомогенных и стабильных эмульсий является актуальной проблемой, остро стоящей на сегодняшний день во множестве отраслей промышленности (нефтяного комплекса, теплоэнергетики, химической, машиностроения, агропромышленного комплекса, строительства, пищевой и т.д.). Особое значение данная проблема имеет и для экологии. На настоящий момент существующие методы получения эмульсий не обеспечивают необходимого качества получаемой эмульсии для различных технологических процессов и отличаются высоким энергопотреблением при относительно низкой производительности.
Например, в нефтяной промышленности при обессоливании нефти необходимо создать водонефтяную эмульсию определенной дисперсности для дальнейшего разделения в электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).
В энергетике на большинстве электрических станций, а также промышленных и отопительных котельных используется мазут в виде основного или резервного топлива. При транспортировке, разгрузке и хранении мазут насыщается водой, которая со временем собирается в водяные мешки или линзы со спонтанным распределением их по объему емкостей.
Решением таких проблем, в данном случае, является создание технологии формирования высокогомогенных и стабильных эмульсий необходимого качества из несмешивающихся жидкостей.
В настоящее время перспективными устройствами для получения такого рода эмульсий признаны генераторы, реализующие кавитационные волновые явления. Важную роль в волновой технологии, базирующейся на возбуждении нелинейных колебаний в многофазных средах, играют гидродинамические генераторы проточного типа. В таких генераторах колебания возбуждаются в рабочем участке проходящим потоком, то есть обрабатываемая среда служит одновременно и рабочей средой. Среди гидродинамических генераторов проточного типа особое место занимают волновые генераторы, принцип действия которых основан на эффектах и явлениях нелинейной волновой механики,

• тракт №2. Первый ряд из одного цилиндра диаметром 0.012 м и второй ряд из двух цилиндров диаметром 0.012 м. Расположение тел обтекания было выбрано таким образом, что бы цилиндры второго ряда находились на пути движения вихрей, образующихся за цилиндром первого ряда.
Геометрическая форма рабочего участка трактов приведена на рисунках 2

Согласно предложенным моделям проточных каналов были проведены численные исследования течения жидкости (воды) в смесительных установках при различных начальных условиях. Течение жидкости принято изотермическим при температуре Т=300°К. Давление на выходе из трубы во всех случаях выбиралось постоянным и равным Роа{ = 1.5 атм. Давление на входе изменялось в пределах от Я = 2 атм до Рт =13 атм. Результаты предварительного математического моделирования и сравнения эффективности двух принятых моделей проточного канала представлены в таблице 2.1.
42 V
П V н о г г 5 Ї) 0-1 Л О
л ) кП — п
V о о —< 5,
Рис. 2.2. Геометрия проточного тракта №