Исследование процесса ультразвукового воздействия на технологические среды и повышение эффективности технологических аппаратов

• Автор: Барсуков, Роман Владиславович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 118 с. : 21 ил.

Содержание
Введение

1 Анализ состояния ультразвуковой техники и технологий.

1.1 Анализ физических эффектов, обуславливающих

интенсификацию технологических процессов в жидких средах

1.2 Интенсификация технологических процессов в ультразвуковых полях. 1

1.2.1 Ультразвуковое эмульгирование и получение суспензий.

1.2.2 Экстракционные процессы.

1.2.3 Ультразвуковое диспергирование

1.3 Ультразвуковые аппараты для интенсификации химикотехиологических процессов, протекающих в жидких средах

1.3.1 Общие сведения об ультразвуковых технологических аппаратах

1.3.2 Ультразвуковые технологические аппараты химических производств
1.3.3 Структура ультразвукового технологического аппарата.
Требования к ультразвуковым аппаратам.
1.3.4 Анализ недостатков ультразвуковых аппаратов химических технологий.
2 Теоретическое исследование ультразвуковых технологических аппаратов с целью выявления причин, снижающих эффективность их работы.
2.1 Характеристики обрабатываемых сред в технологических
процессах
2.2 Механический импеданс колебательной системы.
2.3 Эквивалентная электрическая схема ультразвуковой колебательной системы
2.3.1 Выявление параметров модели, чувствительных к изменению свойств жидких сред подвергаемых воздействию ультразвуковой энергии
2.3.2 Выявление причин снижающих точность настройки электронных генераторов на резонансную частоту ультразвуковых колебательных систем.
2.3.3 Выявление причин снижающих точность косвенной оценки амплитуды механических колебаний ультразвуковых колебательных систем.
3 Исследование влияния свойств обрабатываемых технологических сред на электрические параметры ультразвуковых колебательных
систем и электронных генераторов.
3.1 Разработка измерительного стенда для исследования влияния свойств обрабатываемых сред на электрические параметры колебательных систем.
3.2 Выбор оборудования и материалов для проведения экспериментальных исследований.
3.3 Методика проведения экспериментов
3.4 Исследование влияния свойств сред на частотные характеристики электрических параметров колебательных систем
3.4.1 Результаты экспериментальных исследований влияния свойств
сред на параметры ультразвуковых колебательных систем
3.4.2 Исследование влияния свойств жидких сред при излучении ультразвуковых колебаний через цилиндрические рабочие инструменты
3.4.3 Исследование влияния свойств сред при излучении ультразвуковых колебаний через грибовидные рабочие инструменты диаметром , , и мм
4 Разработка методов проектирования узлов ультразвуковых
аппаратов и излучателей
4.1 Методика определения основных параметров ультразвуковых генераторов.
4.2 Разработка узлов и элементов систем автоматической подстройки частоты и систем контроля амплитуды механических колебаний
4.2.1 Разработка устройства выделения сигнала, пропорционального величине амплитуды механических колебаний.
4.2.2 Разработка устройства выделения сигнала с частотными характеристиками колебательной скорости ультразвуковой колебательной системы.
4.2.3 Обеспечения режима регулирования энергэтического воздействия
при реализации ультразвуковых технологических процессов.
4.3 Разработка электронных генераторов для реализации различных технологических процессов.
4.4 Анализ работы ультразвуковых аппаратов при обработке технологических сред с изменяющимися свойствами.
4.5 Исследование эффективности разработанных ультразвуковых
аппаратов при реализации процесса диспергирования.
Заключение.
Список литературы


Теоретическое исследование ультразвуковых технологических аппаратов с целью выявления причин, снижающих эффективность их работы. Механический импеданс колебательной системы. Выявление причин снижающих точность настройки электронных генераторов на резонансную частоту ультразвуковых колебательных систем. Выявление причин снижающих точность косвенной оценки амплитуды механических колебаний ультразвуковых колебательных систем. Разработка измерительного стенда для исследования влияния свойств обрабатываемых сред на электрические параметры колебательных систем. Выбор оборудования и материалов для проведения экспериментальных исследований. Методика определения основных параметров ультразвуковых генераторов. Разработка устройства выделения сигнала, пропорционального величине амплитуды механических колебаний. Разработка устройства выделения сигнала с частотными характеристиками колебательной скорости ультразвуковой колебательной системы. Разработка электронных генераторов для реализации различных технологических процессов. Анализ работы ультразвуковых аппаратов при обработке технологических сред с изменяющимися свойствами. Заключение. Применение ультразвуковых колебаний высокой интенсивности является перспективным и прогрессивным направлением в развитии химических производств. Ультразвук оказывает влияние на все известные процессы химических производств. Повышение эффективности химических производств путем применения ультразвуковых колебаний высокой интенсивности может быть обеспечено только за счет совершенствования существующих и создания новых технологических аппаратов, способных обеспечить максимально эффективное ультразвуковое воздействие на различные технологические среды. К сожалению, используемые в настоящее время на химических производствах ультразвуковые аппараты, не обеспечивают автоматической оптимизации УЗ воздействия при изменении свойств технологических сред и не учитывают влияния этих сред и происходящих в них изменений на работу аппаратов. Это обусловлено отсутствием в используемых аппаратах систем, обеспечивающих изменение режимов работы электронного генератора при всех возможных статических и динамических явлениях, происходящих в обрабатываемых технологических средах. В связи с этим, необходимость повышения эффективности химических производств и отсутствие пригодного для этого оборудования свидетельствуют об актуальности задачи дальнейшего совершенствования УЗ технологических аппаратов. Цель работы повышение эффективности ультразвуковых технологических процессов за счет создания ультразвуковых технологических аппаратов, построенных по новым конструктивным и принципиальным схемам, способных обеспечивать максимально эффективное воздействие на различные технологические процессы при минимальных энергетических затратах. Обосновать возможность повышения эффективности использования ультразвуковой аппаратуры для интенсификации технологических процессов, протекающих в жидких средах. Разработать модель, описывающую свойства жидких технологических сред, подвергаемых ультразвуковому воздействию и позволяющую определять волновое сопротивление технологических сред в зависимости от величины звукового давления и свойств обрабатываемой среды. Экспериментально исследовать влияние обрабатываемых сред на электрические параметры ультразвуковых колебательных систем резонансную частоту, добротность, входное сопротивление, импеданс и электронных генераторов для установления диапазонов необходимой перестройки параметров электронных генераторов при обработке различных технологических сред. Разработать серию ультразвуковых технологических аппаратов для интенсификации различных технологических процессов. Исследовать особенности использования разработанных ультразвуковых технологических аппаратов различной мощности, обеспечивающих повышение эффективности ультразвукового воздействия на различные жидкие среды. И.И. Ползунова. Автор выражает глубокую благодарность и искреннюю признательность коллективу лаборатории, а также Хмелеву Владимиру Николаевичу за полезные замечания и консультации, поддержку и помощь в работе.