Исследование и совершенствование пьезоэлектрических ультразвуковых колебательных систем для интенсификации процессов химических технологий

• Автор: Цыганок, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Оглавление
у Введение.

1 Анализ состояния ультразвуковых технологических аппаратов

1.1 Процессы химических технологий, реализуемые или интенсифицируемые за счет ввода в технологические среды механических колебаний ультразвуковой частоты высокой интенсивности.
1.1.1 Параметры эффективности ультразвукового воздействия на химикотехнологические процессы.
1.1.2 Эффекты второго порядка при распространении в жидкой среде ультразвуковых колебаний высокой интенсивности

1.1.3 Ультразвуковое отстаивание

1.1.4 Ультразвуковое центрифугирование

1.1.5 Ультразвуковое диспергирование

1.1.6 Ультразвуковое получение прямых и обратных эмульсий

1.1.7 Влияние ультразвука на сорбционные процессы.

1.1.8 Ультразвуковая очистка
1.1.9 Ультразвуковая экстракция.
1.1. Влияние ультразвуковых колебаний на химические процессы
1.2 Анализ современного состояния ультразвуковых технологических аппаратов.
1.2.1 Энергетические характеристики ультразвукового технологического оборудования.
1.2.2 Ультразвуковые технологические аппараты химических производств.
1.2.3 Недостатки ультразвуко ею го технологического оборудования.
1.3 Роль ультразвуковой колебательной системы в составе ультразвукового технологического аппарата.
1.3.1 Основные характеристики колебательной системы.
1.3.2 Конструкции и составляющие колебательной системы.
1.3.3 Недостатки колебательных систем
2 Инженерный расчет пьезоэлектрических полуволновых ультразвуковых колебательных систем
2.1 Определение размеров составляющих ультразвуковых колебательных систем.
2.1.1 Обоснование выбора полуволновой конструкции ультразвуковой колебательной системы.
2.1.2 Обоснование выбора ступенчатоэкспоненциального концентратора
2.1.3 Обобщенный вид колебательной системы с основными геометрическими размерами
2.1.4 Методика расчета полуволновой пьезоэлектрической ультразвуковой колебательной системы.
2.2 Расчет ультразвуковых колебательных систем методом конечных элементов
2.2.1 Проверка адекватности расчета ультразвуковой колебательной системы методом конечных элементов.
2.2.2 Определение вида и формы плавного перехода ультразвуковой колебательной системы
2.2.3 Определение оптимального местоположения пьезоэлектрических элементов.
2.2.4 Согласование с обрабатываемой средой.
2.3 Практические конструкции ультразвуковых колебательных систем различного технологического назначения
3 Разработка и проектирование колебательных систем с различными рабочими инструментами для ультразвукового воздействия на эмульсии и суспензии.
3.1 Проектирование и разработка рабочего инструмента с излучающей поверхностью заданной площади.
3.2 Проектирование и разработка грибовидных рабочих инструментов ультразвуковой колебательной системы
3.3 Проектирование и разработка пассивных грибовидных рабочих инструментов.
3.4 Проектирование и разработка активных рабочих инструментов
3.5 Крепление рабочих инструментов к колебательной системе
4. Особенности применения пьезоэлектрических ультразвуковых систем на примере малогабаритных ультразвуковых технологических аппаратов .
4.1 Методы измерения энергетических характеристик ультразвуковых технологических аппаратов
4.2 Исследование функциональных особенностей применения ультразвуковых реакторов на примере процессов экстрагирования
растительных материалов
Заключение.
Список литературы


ФАПЧ фазовая автоматическая подстройка частоты. Введение. Процессы химических технологий, реализуемые или интенсифицируемые за счет ввода в технологические среды механических колебаний ультразвуковой частоты высокой интенсивности. Параметры эффективности ультразвукового воздействия на химикотехнологические процессы. Влияние ультразвука на сорбционные процессы. Ультразвуковая экстракция. Анализ современного состояния ультразвуковых технологических аппаратов. Энергетические характеристики ультразвукового технологического оборудования. Ультразвуковые технологические аппараты химических производств. Недостатки ультразвуко ею го технологического оборудования. Роль ультразвуковой колебательной системы в составе ультразвукового технологического аппарата. Основные характеристики колебательной системы. Конструкции и составляющие колебательной системы. Определение размеров составляющих ультразвуковых колебательных систем. Обоснование выбора полуволновой конструкции ультразвуковой колебательной системы. Методика расчета полуволновой пьезоэлектрической ультразвуковой колебательной системы. Проверка адекватности расчета ультразвуковой колебательной системы методом конечных элементов. Определение оптимального местоположения пьезоэлектрических элементов. Согласование с обрабатываемой средой. Разработка и проектирование колебательных систем с различными рабочими инструментами для ультразвукового воздействия на эмульсии и суспензии. Проектирование и разработка рабочего инструмента с излучающей поверхностью заданной площади. Проектирование и разработка пассивных грибовидных рабочих инструментов. Особенности применения пьезоэлектрических ультразвуковых систем на примере малогабаритных ультразвуковых технологических аппаратов . Заключение. Приложение А. Для интенсификации процессов химических технологий применяют различные физические факторы воздействия, в частности ультразвуковые колебания. Изучением взаимодействия ультразвуковых колебаний высокой интенсивности с веществом и возникающих при этом химических и физикохимических эффектов занимается самостоятельная область науки звукохимия. Химическое действие ультразвуковых колебаний отличается большим разнообразием. Ультразвуковые колебания высокой интенсивности могут ускорять химические реакции за счет эмульгирования жидких компонентов диспергирования твердых компонентов реакции или катализаторов дегазации, предотвращения осаждения или коагуляции продуктов реакции интенсивного перемешивания и т. В настоящее время выделяют два типа ультразвуковых технологий. К первому относятся технологии, которые ускоряются ультразвуковыми колебаниями, но могут протекать и в их отсутствии, однако с меньшей скоростью. К этому типу технологий можно отнести разложение диазосоединений, ускорение эмульсионной полимеризации, окисление альдегидов, изменение активности катализаторов, например, катализаторов Циглера в процессе полимеризации. Ко второму типу относятся технологии, не реализуемые без воздействия ультразвуковых колебаний. Примерами таких реакций могут служить многие реакции с участием крсмнийорганических соединений, используемые в технологии синтеза полупроводниковых материалов. Источником ультразвуковых колебаний для реализации ультразвуковых технологий являются резонансные ультразвуковые колебательные системы УЗКС, состоящие из одного или нескольких электромеханических преобразователей, усилителей упругих механических колебаний концентраторов и рабочих инструментов различной формы, площади излучающей поверхности и назначения. Выбор типа и конструктивной схемы построения колебательной системы определяется реализуемой технологией, а также параметрами ультразвукового воздействия4 частота, интенсивность, зона ультразвукового воздействия и т. Хотя и опубликовано большое количество работ, посвященных вопросам проектирования и разработки колебательных систем, все они до настоящего времени выполняются по классической двухиолуволновой конструктивной схеме, объединяющей полуволновые преобразователь и концентратор.