Применение в судовой энергетической установке ультразвуковой кавитации для очистки нефтесодержащих вод

• Автор: Растрыгин, Николай Васильевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 189 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБРАЗОВАНИЕ ПОДСЛАНЕВЫХ ВОД. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ СЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ. ВОЗДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАВИТАЦИИ НА ВОДУ И ВОДНЫЕ СИСТЕМЫ
1.1. Источники образования подсланевых вод на судах. Анализ СЭУ как источника загрязнения окружающей среды
1.2. Подсланевые воды. Состав и свойства
1.3. Краткая характеристика современных методов очистки сточных вод от нефтепродуктов
1.3.1. Гравитационные и физико - химические методы очистки сточных вод от нефтепродуктов
1.3.2. Безреагентные методы очистки
1.3.3. Ультразвуковой метод очистки нефтесодержащих сточных вод
1.3.3.1. Особенности влияния ультразвука на воду и примеси. Механизм и процессы
1.3.3.2. Основные направления возможного использования ультразвука при очистке сточных вод
Выводы
2. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ КАВИТАЦИИ
2.1. Типы кавитационных процессов
2.1.1. Взрывная кавитация
2.1.2. Лавинная кавитация
2.1.3. Кооперативная кавитация
2.2. Кавитационные пузырьки
2.2.1. Понятие об объемных упругости и прочности жидкости

2.2.1.1. Объемная упругость жидкости
2.2.1.2. Объемная прочность жидкости. Теория разрыва
2.2.2. Зародыши и ядра кавитации
2.2.3. Возникновение зародышей кавитации
2.2.4. Рост кавитационного пузырька из зародыша
2.2.5. Равновесие кавитационного пузырька
2.2.5.1. Условия статического равновесия
2.2.5.2. Неустановившееся движение парогазового пузырька
2.2.6. Процессы замыкания кавитационных пузырьков
2.2.6.1. Типовые схемы замыкания одиночного кавитационного пузырька
2.2.6.2. Влияние свойств жидкости на замыкание пузырька
2.2.6.3. Анализ устойчивости поверхности замыкающегося кавитационного пузырька
2.2.6.4. Взаимодействие кавитационных пузырьков
2.2.7. Состояние газа в кавитационном пузырьке
2.2.8. К вопросу о природе свечения при кавитации
Выводы
3. НЕОБХОДИМЫЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ В КАВИТАЦИОННЫХ ПОЛОСТЯХ
3.1. Частица эмульгированного в воде нефтепродукта как ядро кавитации
3.2. Термодинамические характеристики состояния вещества внутри кавитационного пузырька
3.2.1. Описание гидродинамической модели пульсаций пузырька
3.2.2. Температура вещества внутри кавитационного пузырька
3.2.3. Время поддержания высоких температур внутри пузырькаЮО
3.3. Химические условия термического окисления нефтепродук-

тов в кавитационном пузырьке
3.3.1. Кинетика окисления нефтепродуктов в кавитационном пузырьке
3.3.2. Расчет количества кислорода в кавитационном пузырьке109 Выводы
4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Приготовление исходной нефтесодержащей сточной воды
4.2. Анализ исходной и обработанной нефтесодержащих сточных вод
4.3. Обработка исходной нефтесодержащей сточной воды
4.3.1. Обработка нефтесодержащей воды с использованием ультразвукового диспергатора УЗДН-2Т
4.3.2. Обработка нефтесодержащей воды на специализированном гидродинамическом кавитационном стенде
4.3.2.1. Принцип работы специализированного гидродинамического кавитационного стенда
4.3.2.2. Методика проведения исследований кавитационной очистки нефтесодержащих сточных вод на стенде
4.3.2.3. Определение длительности обработки нефтесодержащей воды на стенде
4.3.2.4. Отбор проб нефтесодержащей воды
4.4. Результаты исследований
4.4.1. Результаты исследований обработки нефтесодержащей воды с помощью ультразвукового диспергатора УЗДН-2Т
4.4.2. Результаты исследований обработки нефтесодержащей воды на специализированном гидродинамическом кавитационном стенде
Выводы

2.НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ КАВИТАЦИИ
В настоящее время существуют два основных определения понятия кавитация:
1) Процесс перехода локальных объемов жидкости в парообразное состояние при местном понижении давления в жидкости /38; 86/;
2) Процесс в жидкости, насыщенной пузырьками газа, приводящий к вторичным эффектам: эрозии поверхности твердых тел, излучению света (люминесценция), звука и т.д. /38/.
В рамках первого определения можно считать, что образующиеся полости - кавитационные пузырьки, заполненные паром, газом, или их смесью, являются следствием изменения поля скоростей и давлений /86/. Поэтому описание процесса кавитации осуществляется с помощью уравнения Вернули. Исходя из этого принимают за основной параметр, характеризующий это явление, число кавитации /86/:

где: Р .V - давление и скорость потока на бесконечности,Па,м/с; Р* - давление в кавитационном пузырьке, Па; р - плотность жидкости,кг/м3.
Для идеально-чистой жидкости необходимым условием образования кавитационных пузырьков является следующее:
Рк Рдн ) (2.2)
где: Рдн - давление насыщенных паров жидкости, Па.
В реальных жидкостях кавитация наблюдается при давлениях в кавитационных пузырьках выше давления насыщенных паров. Это обусловлено наличием в них нерастворенных примесей (коллоидные рас-