Электрогидродинамическое эмульгирование и устройства, работающие на его основе

• Автор: Таранцев, Константин Валентинович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 197 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЗЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Процессы перемешивания и их краткая характеристика

1.2. Физическая сущность процесса эмульгирования.

1.3. Механизм электрогидродинамических явлений.

1.4. Влияние геометрии электродов и границы раздела на интенсивность электрогидродинамических течений.
1.5. Физическая сущность процесса эмульгирования в электрическом поле и конструкции, работающие на его основе

Выводы и постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ЭДЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ЭМУЛЬГИРОВАНИЯ МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
2.1. Электро и гидромеханика в объеме и на границе раздела жидкостей в электрическом поле.
2.2. Анализ действующих сил
2.3. Методика расчета напряженности электрического поля численными методами и анализ полученных данных
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА ЭМУЛЬГИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Описание экспериментальной установки и методика проведения экспериментов
3.2. Исследование электрогидродинамических процессов на плоской границе раздела при различных форморазмерах электродов
3.2.1. Электрогидродинамические процессы на плоской границе раздела при различных напряженности
поля и различных фоморазмерах электродов
3.2.2. Электрогидродинамические процессы на плоской границе при наличии между электродами стеклянной перегородки
3.3. Исследование электрогидродинамики разрушения капли
3.3.1. Формирование двойных слоев у границ раздела и потеря устойчивости капли в однородном электрическом поле.
3.3.2. Вид и скорость разрушения капли при различных напряженности поля и форморазмерах электродов
3.4. Выводы из полученных результатов.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ЭМУЛЬГАТОРОВ, РАБОТАЮЩИХ НА ПРИНЦИПЕ ЭЛЕКТРОГИДРОДИН АМИКИ.
4.1. Обоснование и оптимизация конструкции электрогидродинамических устройств.
4.2. Конструкция и принцип действия разработанных электрогидродинамических устройств
4.3. Алгоритм расчета электрогидродинамического эмульгатора
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Распад на мелкие капли является второй стадией эмульгирования. Образовавшиеся капли частично сливаются при столкновении друг с другом, частично вновь вытягиваются, а затем распадаются на еще более мелкие сферические капельки. При определенном (установившемся или близком к установившемуся) положении наступает такое состояние эмульгируемой системы, при котором число сливающихся и распадающихся капель становится одинаковым, т. Итак, эмульгирование это гидромеханический процесс создания гетерогенной системы с жидкой дисперсионной средой и жидкой же дисперсной фазой. Используя любой из выше перечисленных способов перемешивания можно получить эмульсии. Наиболее простым с точки зрения аппаратурного решения является статический способ. Существует большое количество конструкций статических смесителей (с винтовыми элементами, промежуточными камерами, пластинчатыми и гофрированными элементами и т. Экономическая эффективность их применения обуславливается снижением металлоемкости оборудования, сокращением производственных площадей, уменьшением капитальных затрат на строительство помещений и трудозатрат по обслуживанию и уходу по сравнению с емкостной перемешивающей аппаратурой. Роторно-пульсационный способ позволяет концентрировать значительные количества энергии и рационально использовать ее в рабочем объеме аппарата. Высокая гомогенизирующая и диспергирующая способность предопределили успешное применение роторно-пульсаци-онных эмульгаторов для интенсификации различных химико-технологических процессов. Практический опыт различных отраслей промышленности показывает все возрастающее применение роторно-пульсацион-ных эмульгаторов для осуществления самых разнообразных технологических процессов, в которых определяющим является интенсивное перемешивание /7,8/. Ультразвуковой способ основан в воздействии на систему комплекса физико-химических процессов, к числу которых в первую очередь относят кавитацию, звуковое давление, акустическое течение. Воздействие звукового излучения и звукового давления приводит к отрыву отдельных капель с гребней микроволн. Распаду вводимой струи способствует интенсивное образование кавитационных зон. Явление кавитации связано с большой чувствительностью жидкостей к растягиваюшм усилиям. При прохождении фазы разряжения ультразвуковой волны в жидкости возникает большое количество разрывов в виде мельчайших полостей (каверн), называемых кавитационными пузырьками. Недостатками пьезоэлектрических и магнитострикционных устройств является их малая производительность (от 0,5 до б л/ч ) и необходимость сложного дорогостоящего оборудования /9,/. При акустическом способе гидродинамические излучатели располагаются в местах ввода струи диспергируемой жидкости или через них осуществляют циркуляцию эмульсии. Так как гидродинамические излучатели работают при давлении жидкости 0,2+1,5 МПа их монтируют с устройствами, обеспечивающими такие давления и соответствующую производительность. Такими устройствами являются насосы: центробежные, вихревые, шестеренчатые, дающие ровную непульсирую-шую струю. В гидродинамических излучателях образование звука происходит за счет механической энергии струи жидкости. Наибольшее распространение имеют преобразователи с пластинчатыми или стержневыми колебательными устройствами, работающими по принципу резонансных колебаний пластин или стержней при воздействии на них струи жидкости, вытекающей под давлением из сопла, имеющего форму щели. Пластины и щели имеют клиновидную заточку. Струя жидкости, попадая на препятствие необтекаемой формы, срывается и образует вихри, следующие один за другим. Периодически изменяющееся давление в зоне вихрей влечет за собой возникновение звуковых волн. При совпадении собственных частот струи и пластины в системе возникает резонанс //. Электрогидравлический способ основан на использовании комплекса явлений, сопровождающих электрический разряд в жидкости. Электрогидравлический эффект представляет собой особый вид преобразования электрической энергии в механическую без промежуточных звеньев.