Визначення параметрів і режимів роботи кавітаційного апарату із врахуванням впливу оброблювального матеріалу
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.314141Ключові слова:
кавітаційний апарат, дискретно-континуальна модель, контактна зона, тиск, амплітуда переміщення, хвильовий коефіцієнт, коефіцієнт синергіїАнотація
Об’єктом дослідження являється динамічний тиск, який враховує основні параметри протікання технологічного процесу обробки. В реальних умовах роботи кавітаційного апарату виявлено розбіжність між дійсними та розрахунковими параметрами в межах 30–50 % суттєво знижує ефективність та якість обробки матеріалів. Вирішувалася проблема шляхом спільного дослідження руху акустичного апарату і технологічного середовища, як єдиної структурованої системи за урахування впливу матеріалів. У цьому є особливість підходу та відмінні риси отриманих результатів у порівнянні із існуючими, в яких дослідження проводилися окремо для оброблювального матеріалу та кавітаційного апарату. Запропонована в роботі модель відображає в рівняннях руху пружні, інерційні та дисипативні параметри за умови врахування їх зміни, як в акустичному апараті, так і в технологічному матеріалі. Такий підхід дав можливість розкрити фізичну сутність взаємодії та аналітично описати їх спільний рух. Отримані аналітичні залежності дозволили розрахувати та запропонувати числові значення амплітуд коливань в межах 4,0…20,0 мкм, величину звукового тиску в межах 5,0…30,0∙105 Па для середовищ, що мають в’язкість (10–200)∙10-3 Па∙с. За встановленого значення амплітуди можливо призначати необхідні параметри реалізації кавітаційного процесу. Розроблений алгоритм розрахунку забезпечує достовірність прийнятих моделей та параметрів кавітаційного апарату. Запропонований підхід спільного дослідження руху акустичного апарату і середовища доцільно використовувати для практичної реалізації ультразвукової обробки. Зокрема таких процесів, як диспергування, емульгування, перемішування, екстрагування та інших, з метою підвищення їх ефективності
Посилання
- Nazarenko, I., Bernyk, I. (2021). Research of the processes of acoustic cavitation technology for processing dispersed media. DYNAMIC PROCESSES IN Technological Technical Systems, 94–109. https://doi.org/10.15587/978-617-7319-49-7.ch6
- Bernyk, I., Luhovskyi, O., Nazarenko, I. (2018). Effect of rheological properties of materials on their treatment with ultrasonic cavitation. Materiali in Tehnologije, 52 (4), 465–468. https://doi.org/10.17222/mit.2017.021
- Wood, R. J., Lee, J., Bussemaker, M. J. (2017). A parametric review of sonochemistry: Control and augmentation of sonochemical activity in aqueous solutions. Ultrasonics Sonochemistry, 38, 351–370. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2017.03.030
- Droździel, P., Vitenko, T., Voroshchuk, V., Narizhnyy, S., Snizhko, O. (2021). Discrete-Impulse Energy Supply in Milk and Dairy Products Processing. https://doi.org/10.20944/preprints202103.0308.v1
- Vitenko, T, Droździel, P, Horodyskyi, N. (2016). Erosive impact of vapor-gas phase on the working surface in hydrodynamic type cavitation mode. ADiagnostyka, 17 (1), 3–8. Available at: http://www.diagnostyka.net.pl/Erosive-impact-of-vapor-gas-phase-on-the-working-surface-in-hydrodynamic-type-cavitation,81492,0,2.html
- Sugita, N., Yamamoto, S., Tomioka, K., Shinshi, T. (2024). A Flexural Ultrasonic Transducer for Inducing Acoustic Cavitation on Material Surfaces. Journal of Vibration Engineering & Technologies. https://doi.org/10.1007/s42417-024-01482-1
- Movchanyuk, A., Luhovskyi, O., Fesich, V., Sushko, I., Lashchevska, N. (2020). Ultrasonic Cavitation Equipment with a Liquid Pressure Transformer. Advances in Hydraulic and Pneumatic Drives and Control 2020, 282–292. https://doi.org/10.1007/978-3-030-59509-8_25
- Pavlenko, A. M., Koshlak, H. (2021). Application of Thermal and Cavitation Effects for Heat and Mass Transfer Process Intensification in Multicomponent Liquid Media. Energies, 14 (23), 7996. https://doi.org/10.3390/en14237996
- Tong, W., Li, L. (2024). Experimental Research of Ultrasonic Cavitation Evolution Mechanism and Model Optimization of RUREMM on Cylindrical Surface. Processes, 12 (5), 884. https://doi.org/10.3390/pr12050884
- Niţoi, D., Apostolescu, Z., Petriceanu, C., Rontescu, C. (2019). Designing the ultrasonic system used in industrial air filtration based on the ultrasonic cavitation phenomenon. MATEC Web of Conferences, 290, 11009. https://doi.org/10.1051/matecconf/201929011009
- Sharifishourabi, M., Dincer, I., Mohany, A. (2024). Implementation of experimental techniques in ultrasound-driven hydrogen production: A comprehensive review. International Journal of Hydrogen Energy, 62, 1183–1204. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.03.013
- Guo, C., Liu, J., Li, X., Yang, S. (2021). Effect of cavitation bubble on the dispersion of magnetorheological polishing fluid under ultrasonic preparation. Ultrasonics Sonochemistry, 79, 105782. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2021.105782
- Park, S., Son, G. (2021). Numerical study of the effect of liquid compressibility on acoustic droplet vaporization. Ultrasonics Sonochemistry, 79, 105769. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2021.105769
- Peng, K., Qu, W., Li, C. (2024). Rayleigh-Taylor instability of collapsing bubbles in cryogenic liquids. Ultrasonics Sonochemistry, 109, 106987. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2024.106987
- Nazarenko, I., Dedov, O., Bernyk, I., Bondarenko, A., Zapryvoda, A., Nazarenko, M. et al.; Nazarenko, I. (Ed.) (2021). Dynamic processes in technological technical systems. Kharkiv: РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, 196. https://doi.org/10.15587/978-617-7319-49-7
- Nazarenko, I., Dedov, O., Bernyk, I., Bondarenko, A., Onyshchenko, A., Lisnevskyi, R., Slyusar, V. (2023). Determining the influence of higher harmonics of nonlinear technological load in dynamic action systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (7 (124)), 79–88. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285419
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Iryna Bernyk, Ivan Nazarenko, Andrii Zapryvoda, Mykola Ruchynskyi, Natalia Bolharova, Tetiana Nesterenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
