Управление электрической активацией технологических сред на базе электрогидродинамического эмульгатора жидких диэлектриков

• Автор: Фомина, Надежда Николаевна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 229 с. : ил

Введение

1 Активация смазочноохлаждающих технологических сред и возможность ее автоматизации

1.1 Физические свойства смазочноохлаждающих технологических средств

1.2 Управление активностью смазочноохлаждающих технологических средств внешними энергетическими воздействиями
1.3 Классификация активирующих воздейсгвий на смазочноохлаждающие технологические среды при резании металлов

1.4 Методы изготовления смазочноохлаждающих жидкостей в современной промышленности

1.5 Критерии сравнительного анализа устройств для изготовления эмульсий

1.5.1 Механические эмульгаторы

1.5.2 Устройства для получения дисперсных систем пневматическим способом

1.5.3 Акустические эмульг аторы

1.6 Постановка задачи исследования

2 Физические основы электрогидродинамического метода получения эмульсий жидких диэлектриков
2.1 Особенности микросгруктуры эмульсий жидких диэлектриков и основные процессы, протекающие в них
2.2 Процесс каплеобразования и его динамика при приготовлении эмульсий жидких диэлектриков
2.2.1 Методы и средства для диспергирования жидких сред
2.3 Устойчивость капель в эмульсии жидких диэлектриков и факторы, влияющие на нее
2.4 Критерии, определяющие оптимальные характеристики эмульсии
2.5 Выводы
Математическая модель двухмодульного лезвийного электрогидродинамического эмульгатора жидких диэлектриков для электрической активации технологических сред Обоснование выбора системы электродов на базе классической системы ЭГД уравнений
Расход жидкого диэлектрика в двухмодульном лезвийном электрогидродинамическом эмульгаторе
Основные расчетные соотношения электростатического поля модуля дробления капель
Расчет параметров отрыва капли от капилляра Условия устойчивости капли проводящей жидкости в электростатическом поле в среде жидких диэлектриков Распад сфероидальной капли в однородном электростатическом поле
Расчет теоретической статической характеристики электрогидро
динамического эмульгатора жидких диэлектриков
Расчет сил, действующих на одиночную каплю, при движении в
электрическом иоле и потоке диэлектрической жидкости
Расчет времени коагуляции эмульсии
Эксперимегггальные исследования физических процессов в электрогидродинамическом эмульгаторе жидких диэлектриков и идентификация передаточной функции
Экспериментальная установка для исследования электрогидроди
намического эмульгатора жидких диэлектриков
Конструкция двухмодульного лезвийного электрогидродинами
ческого эмульгатора жидких диэлектриков
Исследование модуля насоса
Исследование модуля дробления капель
Исследование двухмодульного лезвийного электрогидродинами
ческого эмульгатора жидких диэлектриков
4.6 Статистическая обработка результатов наблюдений
4.7 Автоматическая обработка результатов видеоэксперимента
4.8 Идентификация передаточной функции электрогидродинамического эмульгатора жидких диэлектриков
4.9 Выводы
5 Синтез автоматической системы управления электрической активацией технологических сред на базе элсктрогидродинамического эмульгатора жидких диэлектриков
5.1 Система автоматического управления подачей дисперсной фазы при приготовлении и электрической активации смазочноохлаждающих жидкостей на базе элеюрогидродинам и ческого эмульгатора жидких диэлектриков
5.2 Инженерная методика расчета электрогидродинамического эмульгатора жидких диэлектриков с учетом экспериментальных данных
5.3 Практическое применение автоматической системы активации технологических жидкосгей двухмодульным лезвийным электрогидродинамическим эмульгатором
Заключение Список литературы Приложения
ВВЕДЕНИЕ


Дозирование воздействия магнитного ноля на жидкость осуществляется путем изменения напряженности ноля в рабочем зазоре электромагнита или скорости и направления потока жидкости относительно силовых линий поля. Имеет значение и длительность циркуляции жидкости в магнитном поле. В этом случае наряду с непосредственным технологическим эффектом активация способствует повышению степени очистки жидкости от загрязнсния. Перспективными видами магнитной обработки являются использование пульсирующих, переменных, несимметричных магнитных полей в активаторах, а также сочетание магнитной активации с другими видами активации, например, электрическими 4, 7. Активация электромагнитным излучением 7 заключается в подводе к технологическим средам энергии электромагнитного излучения высокоэнергетических диапазонов ультрафиолетового УФ, рентгеновского и гаммадиапазона. Однако только первый из названных диапазонов нашел применение на практике. Чаще всего источником активирующего УФизлучения служат ртутнокварцевые лампы различной мощности. УФлучи при взаимодействии с жидкостью вызывают в ней ряд сложных физикохимических процессов. Если объектом активации служит воздушная среда или кислород, то промежуточным эффектом в этом случае является образование озона. Это повышает окислительную активность газа в зоне резания, поскольку озон сравнительно легко выделяет активный атомарный кислород. Вследствие малой прозрачности большинства технологических жидкостей, активация УФизлучением осуществляется чаще всего в установках лоткового типа, где облучению подвергается тонкий слой жидкости, стекающий по лотку. Аналогичным действием обладают гаммаизлучения, которые вследствие высокой энергии фотонов изменяют ряд функциональных свойств жидкости ее способность к смачиванию и созданию прочных смазочных слоев. Затраты, в том числе энергетические, на гаммаактивацию могут быть значительно меньше, чем при использовании других видов излучения, вследствие возможности применения в качестве источника гаммаизлучения радиоактивных отходов ядерной энергетики 7. Применение термической активации, то есть нагрева смазочноохлаждшощих составов, повышает реакционную способность компонентов смазки, но заведомо ухудшает охлаждающую способность жидкостей и газов. Термическая активация, несмотря на сравнительно простое ее техническое обеспечение, требует определенных затрат на соблюдение надлежащих санитарногигиенических условий на рабочем месте. Вопервых, должен быть исключен контакт оператора с нагретой жидкостью во избежание ожогов, вовторых, должно быть обеспечено эффективное удаление выделяющихся при нагреве паров, втретьих, внедрение активации не должно влиять на тепловой режим производственного участка 2. Механическая активации заключается в воздействии на технологические жидкости ультразвука УЗ. Возможны два варианта активации жидкостей УЗколебаниями в специальных емкостях с последующим использованием состава или непосредственно в зоне резания наложение звука на струю жидкости. В соответствии со способом применения ультразвука эффективность активации будет проявляться поразному. Ультразвук усиливает окислительные процессы на поверхностях стружки и инструмента, вызывая разложение молекул воды с выделением свободного кислорода. Ультразвуковые колебания оказывают чисто механический эффект обеспечивая наличие прерывистого контакта между инструментом и сопряженным с ним обрабатываемым материалом. При этом проникающее действие среды интенсифицируется. Ультразвук способен разрушать паровую пленку, образующуюся при резании на поверхности инструмента и тем самым улучшать режим охлаждения 7. Активация трением и диспергированием применима к жидким и пластичным смазочным материалам. В установкеактиваторе среда подвергается интенсивному механическому перемешиванию и контактирует с трущимися рабочими органами установки. Активированные зрением поверхности передают часть своей энергии смазочному материалу, вызывая ряд электрических, и химических явлений в его объеме. Трибоакптвацчя сопровождается также экзоэлектронной эмиссией с ювенильных поверхностей металла, каталитическим действием последних, что в итоге приводит к изменению смазывающих свойств среды.