Ультразвукові кавітатори високої інтенсивності для обробки рідких середовищ
| dc.contributor.author | Гришко, Ігор Анатолійович | |
| dc.contributor.degreedepartment | прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | Механіко-машинобудівний інститут | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2013-12-20T09:51:31Z | |
| dc.date.available | 2013-12-20T09:51:31Z | |
| dc.date.issued | 2013 | |
| dc.description.abstracten | Dissertation for degree of Candidate of Technical Sciences, specialty 05.02.02 – Machine Engineering. – National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2013. Dissertation is devoted to solving the problems of the development of ultrasonic cavitators of high intensity for liquid environments processing in different industrial processes. The paper contains basic requirements for ultrasonic cavitation equipment for processing liquid environments . Dissertatiion highlights the problems of inputting ultrasonic vibrations of high-intensity into liquid and presents the ways of their solutions. The paper contains a methodology of ultrasonic cavitator engineering calculation which takes into account structural features, characteristics of materials, piezoceramics and liquid to be processed. With the help of mathematical modeling we defined peculiarities of the process of appearance and existence of cavitation regions in the proposed devices. We confirmed the adequacy of the results of analytical modeling. It is experimentally elucidated pecularities of the mechanism of destruction of microorganisms in a cavitating environment. A comprehensive calculation of research results and developed design methodologies allowed to investigate high-intensity resonance cavitators that have been used in different industrial processes, that is confirmed by acts of implementation. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.02 – Машиноведение. – Национальный технический универси- тет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2013. Диссертация посвящена решению проблем создания высокоэффективных ре зонансных ультразвуковых кавитаторов для жидких сред в различных технологиче ских процессах, содержит теоретические и практические результаты исследования кавитационных областей спроектированных резонансных приводов-кавитаторов. В работе представлен подробный анализ технологических процессов в раз личных отраслях машиностроения, химической и нефтехимической промышленно сти, медицине и в сельском хозяйстве, где необходимо интенсифицировать процес сы за счет применения ультразвуковой кавитации. На примере процесса обеззара живания жидких сред, как наиболее важного с точки зрения жизнедеятельности че ловека, доказана целесообразность и эффективность применения высокоинтенсив ной ультразвуковой кавитации для инактивации различных по форме и размерам микроорганизмов. В работе выявлены проблемы, возникающие при попытке введения в жид кость ультразвуковой волны высокой интенсивности. Проанализированы сущест вующие конструкции ультразвуковых преобразователей, отмечены их преимущест ва и недостатки. По результатам проведенных исследований сформулированы ос новные требования к ультразвуковому технологическому кавитационному оборудо ванию для обработки жидких сред. Предложены конструкции ультразвукового кавитационного оборудования, отвечающего выдвинутым требованиям. Разработана методика инженерного расчета, позволяющая спроектировать сложные колебательные системы, которые могут обеспечить введение в жидкость ультразвуковой волны высокой интенсивности. Математическое моделирование работы рассматриваемых ультразвуковых кавитаторов позволило выявить особенности процесса возникновения и существования кавитационных областей с наибольшей интенсивностью ультразвуковых колебаний, что дает возможность разработчикам данного оборудования направить поток жидкости через эти области, обеспечив при этом повышение эффективности технологических процессов и высокую долговечность кавитационного оборудования. Аналитически и экспериментально подтверждена возможность повышения интенсивности кавитации в фокальной области трубчатого вибратора, который возбуждается на нулевой моде колебаний. Достигнутая при этом в фокальной области вибратора интенсивность ультразвуковых колебаний составляет 20…10 Вт/см2. Получена аналитическая зависимость для определения условия обеспечения максимальной эффективности резонансных трубчатых ультразвуковых кавитаторов с учетом акустических параметров колебательной системы и реологических свойств жидкости. Выполненные в рамках диссертационной работы, экспериментальные исследования позволили подтвердить адекватность результатов аналитического исследования, проведенного с помощью предложенной математической модели. При проведении экспериментов по обеззараживанию жидких технологических сред с помощью разработанных резонансных ультразвуковых кавитаторов был учтен механизм инактивирующего действия ультразвуковой кавитации. Показано, что механическое разрушение клеток микроорганизмов является основным в процессе их гибели в кавитационной области, созданной интенсивной ультразвуковой волной. В работе предложен и апробирован способ повышения производительности технологического процесса обеззараживания сточных вод за счет внесения абразивного материала в кавитирующую среду с целью интенсификации механического разрушения микроорганизмов. При этом экспериментально подтверждено повышение производительности процесса обеззараживания в 5…6 раз. Полученные результаты теоретических и экспериментальных исследований, а также разработанные методики проектирования позволили разработать высокоэффективные резонансные кавитаторы для жидких сред различного технологического назначения, что подтверждено актами | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.02 – Машинознавство. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2013 р. Дисертація присвячена вирішенню проблем створення високоефективних резонансних ультразвукових кавітаторів для обробки рідких середовищ в різних технологічних процесах. У роботі сформульовані основні вимоги до ультразвукового технологічного обладнання для кавітаційної обробки рідких середовищ. Висвітлені проблеми введення в рідину ультразвукових коливань високої інтенсивності та показані шляхи їх вирішення. Розроблена методика інженерного розрахунку ультразвукових кавітаторів, яка враховує конструктивні особливості, характеристики матеріалів, п’єзокераміки та рідини, що обробляється. За допомогою математичного моделювання з’ясовані особливості процесу виникнення та існування кавітаційних областей в запропонованих апаратах. Підтверджена адекватність результатів аналітичного моделювання. Експериментально з’ясовано особливості механізму руйнування мікроорганізмів в кавітуючому середовищі. Комплексне врахування результатів наукових досліджень та розроблених методик проектування дозволило розробити високоінтенсивні резонансні кавітатори, які були використані в різних технологічних процесах, що підтверджено актами впровадження. | uk |
| dc.format.page | 23 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/6466 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 621.7.022.6 | uk |
| dc.title | Ультразвукові кавітатори високої інтенсивності для обробки рідких середовищ | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.02.02 - машинознавство | uk |