автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Интенсификация процессов очистки пористых нетканых синтетических материалов



На правах рукописи

Кочетов Григорий Николаевич

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ ПОРИСТЫХ НЕТКАНЫХ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.03.01 - Технологии и оборудование механической

и физико-технической обработки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону 2004

Работа выполнена на кафедре "Автоматизация производственных процессов" Донского государственного технического университета.

Научный руководитель: . доктор технических наук,

профессор B.C. МИНАКОВ

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор М.Е. ПОПОВ кандидат технических наук, Ф.З ХАЧАТУРЯН

Ведущее предприятие: • ОАО НПП КП "КВАНТ"

Защита состоится " 24 " февраля 2004 г. в 10™ часов на

заседании диссертационного совета Д 212.058.02 в Донском

государственном техническом университете по адресу: 344010, г.Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ.

Отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью, просим высылать в диссертационный совет по указанному адресу.

Автореферат разослан января 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.т.н., профессор

Чукарин А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современная техника характеризуется все возрастающими требованиями к таким характеристикам изделий как качество, надежность и долговечность, которые в значительной степени зависят от состояния рабочей среды, ответственность, за формирование которой лежит на различных системах очистки. Конструкции, которых постоянно усложняются, поэтому обычные «классические» методы их очистки уже не в состоянии обеспечить надлежащего качества регенерации

Проблема создания универсального высокотехнологического процесса очистки материалов фильтроэлементов однократного применения от всевозможных органических и неорганических загрязнений наиболее остро стоит как перед отечественным, так и зарубежным машиностроением. Ведь решение данной проблемы позволит не только резко увеличить экономическую эффективность производства, но и улучшить общую экологическую ситуацию современных мегаполисов.

Одним из инструментов решения поставленной проблемы может стать интенсификация процесса ультразвуковой очистки пористых и нетканых синтетических материалов фильтроэлементов систем воздушного снабжения, путём использования сложного акустического поля реализованного двумя квазикогерентными источниками ультразвуковых колебаний (УЗК).

В связи с этим актуально проведение специальных исследований, связанных с целенаправленным управляемым воздействием трансформируемых ультразвуковых колебаний на процесс электрофизикохими-ческой регенерации фильтроэлементов систем воздушного снабжения с целью улучшения качества и производительности процесса очистки.

Цель работы сформулирована следующим образом: повышение производительности и качества регенерации нетканых синтетических фильтроэлементов систем воздушного снабжения путем интенсификации процесса очистки в сложном акустическом поле.

Научная новизна работы заключается в обобщении теоретических и экспериментальных исследований физических процессов и явлений, протекающих под действием УЗК, ответственных за формирование параметров качества и производительность в рамках технологического процесса электрофизикохимической регенерации фильтроэлементов систем воздушного снабжения нетканых синтетических материалов. Научную основу этого процесса составили новые теоретические положения и результаты экспериментальных исследований, наиболее существенные из которых выносятся на защиту:

- физическая сущность процессов и явлений, ответственных за направленную трансформацию поверхностей и структур фильтроэле-ментов с прогнозируемыми свойствами и их взаимосвязь в рамках рассматриваемого процесса; -

- теоретические основы эрозионной активности сложного ультразвукового поля на основе модифицированных уравнений кавитацион-ной полости Херинга-Флина

- обобщенная математическая модель, описывающей изменение амплитуды давления ударной волны (в условии комплексного акустического поля) при схлопывании кавитационной полости.

- гипотезы о форме комплексного вектора колебаний, формируемом двумя квазикогерентными источниками ультразвуковой энергии.

Методика исследования. Основные результаты работы получены путем теоретических и экспериментальных исследований. В связи с многообразием связей между комплексными УЗК, процессами и явлениями, ответственными за формирование, как структуры технологического процесса, так и параметров качества изделий, в необходимых

случаях применялся метод математического моделирования с использованием возможностей современной вычислительной техники. В тех случаях, когда современный уровень развития позволял провести математический анализ процесса, использовались детерминированные математические модели, основанные на описании явлений в виде причинно-следственного выражения и позволяющие проводить математический эксперимент. При описании влияния изменения параметров комплексных УЗК на ход технологического процесса и конечные свойства изделий, когда выражение связен в детерминированной форме практически невозможно, использовался кибернетический подход к исследованию процессов с установлением формальных связей на основе математико-статистических моделей оптимального планирования эксперимента.

Практическая ценность работы состоит в создании базы для решения важной задачи и по целенаправленному созданию новых высококачественных технологических процессов и интенсификации существующих, на основе использования энергии УЗК. Реализация этой практической задачи обеспечена разработкой комплекса новых научно-технических решений:

- разработана система управления процессом электрофизикохи-мической регенерации нетканых синтетических материалов фильтро-элементов систем воздушного снабжения;

- предложены рекомендации по оптимизации акустических параметров при электрофизикохимической регенерации фильтроэлементов систем воздушного снабжения;

- разработан новый технологический процесс регенерации фильтроэлементов систем воздушного снабжения.

Апробация результатов исследования. Основные положения работы докладывались на: VI международных научно-технической конференциях по динамике технологических систем, Ростов-на-Дону, 2001: Межрегиональной научной и технико-технологической конферен-

ции «Техническая база развития регионального машиностроения», Ростов-на-Дону, 2002; Всероссийской конференции студентов и аспирантов по технической кибернетике по технической кибернетике, радиоэлектроники и системам управления, Таганрог, 2003; ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава сотрудников и студентов ДГТУ, Ростов-на-Дону, 2001-2003.

Реализация результатов работы заключалась в производственной отработке технологии и оборудования, промышленных испытаниях регенерированных фильтроэлементов; создании технической и нормативной документации; внедрении разработки и оценке ее технологической эффективности.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ.

Структура и работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка использованной литературы, приложений. Диссертация изложена на 185 страницах, содержит 44 рисунков и 33 таблиц, список-литературы из 153 источников, 4 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении содержится обоснование актуальности работы, основные научные положения, составляющие предмет работы, выносимые на защиту.

В первой главе изложено состояние вопроса очистки поверхностей сменных узлов, деталей машин и фильтроэлементов. Анализ литературы, основу которой составляют работы отечественных ученых, внесших большой вклад в развитие технологий отчистки, - Агранат Б. А., Башкиров В. И., Китайгородский Ю. И. Геллер Т. Э., Журавлев Ю. А., Блинкман Л.Л. В. Г. Ильин, В. М. Рогов и др., показал, что в связи с постоянной потребностью увеличения ресурса работы изделий машиностроения и повышения их качества, актуальной является проблема раз-

вития новейших технологий регенерации, а также интенсификация уже существующих технологий отчистки, позволяющих максимально эффективно удалять загрязнения с поверхностей сменных узлов, механизмов и материалов фильтроэлементов. В связи с вышеизложенным были определены следующие задачи диссертационной работы, которые и выносятся на защиту:

- математическая модель динамики кавитационной полсти в сложном ультразвуковом поле;

- результаты экспериментальных исследований, показывающие влияния величины сдвига фаз комплексного ультразвукового поля на интенсивность процесса очистки;

- оценка эффективности очистки на основе анализа давления в ударной волне;

- система автоматизированного управления процессом очистки фильтроэлементов;

- промышленный образец установки регенерации фильтроэле-ментов систем воздушного снабжения;

- технологический процесс регенерации фильтроэлементов в комплексном ультразвуковом поле.

Во второй главе проведен теоретический анализ основ механизма интенсификации процесса регенерации фильтроэлементов в сложном акустическом поле. Данный метод является новационным в области отчистки поверхностей фильтроэлементов. В основе процесса регенерации лежит использование сложного акустического поля, реализованного посредством применения двух квазикогерентных источников колебаний расположенных ортогонально и работающих со сдвигом фаз. Физические и физико-химические процессы, протекающие под воздействием комплексного акустического поля, очень сложны и требуют специальных исследований.

Для формирования гипотезы возбуждения сложного акустического поля в случае рассмотрим случай, когда колебания не действуют вдоль одной оси координат, а каждое из них действует в своей полуплоскости, т.е. фактически для возбуждения колебаний используются два излучателя, разнесенные в пространстве гак, что звуковые давления действуют ортогонально.

где Р„ - результирующие звуковое давление; Рх, Р2- звуковое давление ультразвуковых преобразователей.

Таким образом, для получения эллиптически поляризованного колебания произвольной формы необходимым и достаточным условием является - наличие двух ортогонально расположенных друг к другу поляризованных синусоидальных колебаний одинаковой частоты, но работающих с определенной разностью фаз. При разности фаз 0° или 180° эллипс вырождается в прямую. При разности фаз 90° или 270° может возникнуть колебание, поляризованное по кругу, т.е. круговое движение. Для этого обе амплитуды должны быть одинаковы. По всей видимости, данный случай и представляет наибольший интерес с точки зрения чнтенсификации процесса ультразвуковой очистки.

Вернувшись, к случаю, когда разность фаз между колебаниями составляет , построим зависимость амплитуды результирующего

звукового давления от времени (рисунок 1). Как видно из рисунка, комплексный вектор колебаний описывает левосторонне закрученную спираль с шагом, зависящим от частоты колебаний. Данную траекторию комплексного вектора колебаний можно отождествить с вектором колебаний, имеющим место при крутильных колебаниях твердого тела (т.к. имеется определенная аналогия между смещением частиц волны в твердом теле и смещением частиц волны в жидкости). Полученные выше результаты позволяют предположить, что при взаимодействии двух акустических колебаний с одинаковыми частотами и амплитудами

(1)

звукового давления, но с определенным фазовым сдвигом между ними, результирующий вектор колебаний образует подобие крутильных колебаний в жидких средах.

Рисунок 1 - Зависимость амплитуды результирующего звукового давления от времени Для установления этих закономерностей и определения влияния свойств жидкости и параметров звукового поля на интенсивность кавитации широко используется широко распространенный метод эрозионных тестов. Достоинство этого метода заключается в возможности получения информации об эффективности эрозионного воздействия совокупности кавитационных пузырьков в любой малой области объема жидкости.. Обозначив критерий эрозионной активности единичного пузырька через х'* отбросив значение постоянной К, и округляя степень при /?„,„//?„,т до 3 (что не меняет характера зависимости критерия от динамики кавитационной полости, но в то же время несколько упрощает ориентировочные числовые расчеты), получаем

Л' Г

х =•

(2)

где - минимальное, максимальное значение радиуса

кавитационной полости, Т - период УЗК; А/ - время схлопывания.

Чтобы определить зависимость критерия эрозионной активно -сти единичного пузырька от физических свойств жидкости, параметров звукового поля и начальных размеров «зародышей» кавитации, необходимо произвести численное решение уравнений движения парогазового пузырька в звуковом поле. Чтобы получить конечные значения необходимые для вычисления в уравнение движения для стадии захлопывания следует внести поправку, учитывающую, что пар не успевает сконденсироваться в стадии захлопывания и ведет себя как идеальный газ. С учетом этой поправки и принимая процесс расширения изотермическим, а процесс сжатия адиабатическим, уравнения движения для вязкой несжимаемой жидкости, подробный вывод которых дан в монографии, имеют вид:

V Р V *>гг

(2)

(3)

где у - показатель политропы, принятый равным 4/3; р - плотность жидкости; - вязкость жидкости; - поверхностное натяжение; Ро - гидростатическое давление; Р„ - давление пара в пузырьке; -амплитуда звукового давления; - частота ультразвукового поля; Если предположить, что при воздействии на кавитационную полость выше упомянутого сложного акустического поля она не теряет свою идеальную сферическую форму, и, с учетом результатов, полученных для одного источника колебаний, можно предположить, что для нахождения основных параметров, необходимых для вычисления эрозионной активности единичного кавитационного пузырька достаточно решить следующие две системы уравнений:

~р +2-Е.+р -

■VI

-Р^'таМ^О

(4)

7? Ё 1+4яА1-[р-Р +

Л,,|ЛП 2Л)|] "

_ р + 2Ц. + р -

лл

Ло

+р\Вж <Г(

(5)

Л>2Ё12+1^1+4//^-

+^.+/>„-/>^¡11^ = 0 Л) г

р _ р + 2сг У

■<0 "5-

Ло А^тач^

+Л

Система уравнений (4) описывает фазу расширения кавитаци-онного пузырька, а система уравнений (5) - фазу сжатия. Поскольку отдельные уравнения, входящие в (4) и (5) не могут описать реальное изменение радиуса полости, а описывают лишь приращение радиуса по отдельной координате (X или У), то изменение действительного радиуса кавитационной полости, очевидно, может быть найдено по формулам (6) и (7). Напомним, что при этом подразумевается, что кавитационная полость не теряет своей идеальной сферической формы.

Для фазы расширения ттпппг™-

Для фазы сжатия полости:

Результаты решения уравнений (4) и (5) для следующих

условий:

Ри = 10' Нм\ / = 2104 сек'. Ко = Ю" м, р = 101 кг'м3, Р„ = 2200 Ног. а = 72-10Н'м, у- 103 исек/м2, приведены на рисунке 2.

Полученные результаты и значения критерия X , рассчитанные по формуле (2) приведены в таблице №1 для случая сложного акустического поля.

а). у/.

Рисунок 2 - Динамика кавитационной полости: а) - сложного

акустического поля; б). - продольного акустического

Таблица 1 - Результаты решения уравнений (4) и (5)

X ' Л™-КГ6. Я™.-10*. /.....-ю*. Л1\ 0'".

м м сек сек

2.184-10" 956 12.36 19.8 10.34

Сравнивая расчётные значения эрозионной активности для случая использования продольного акустического поля и слож-

ного 184-106, при прочих равных условиях, мы можем сделать вывод о том, что величина эрозионной активности единичного кавитаци-онного пузырька по сравнению со случаем использования одного источника колебаний увеличилась приблизительно в 4 раза.

В третьей главе представлены методика проведения и основные этапы экспериментальных исследований: оптимизация режимов отчи-

стки, исследование структуры не тканных синтетических фильтров; исследование эрозионной активности комплексного акустического поля; исследование влияния моющих растворов на качество регенерации фильтроэлементов в комплексном ультразвуковом поле.

Структурная схема экспериментальной установки представлена на рисунке 3.

-- , 5

__71

1 2

* -

чм чзг

*

▼ т

► < 5

оси, ФВ

I

Рисунок 3 - Структурная схема установки; 1-частотомер; 2-генератор УЗГЗ-4; 3-ванна; 4-осциллограф; 5-фазовращатель; 6-преобразователь ПМС 6-22.

Четвёртая глава посвящена планированию и обработке результатов экспериментальных исследований. Метрологическое обеспечение экспериментов включало в себя планирование оптимальных объемов выборки и анализ возможных ошибок с целью надежного получения результатов с известным доверительным интервалом. В качестве факторов влияющих на выходные параметры эффективности процесса регенерации были использованы: мощность ультразвуковых колебаний и время обработки исследуемых материалов. Результаты экспериментальных исследований величины кавитационной эрозии при различной величине сдвига фаз между колебаниями на базе измерения изменения массы исследуемых образцов, представлены интерполяционно-регрессионным уравнением выхода (8) и его графической интерпрета-

цией в виде поверхности отклика изображённой на рисунке За, для случая величины сдвига фазы равной <р= 90°. Случай использования продольного источника УЗК представлен выражением (9) и поверхностью отклика представленной на рисунке 36.

где ДМ - изменение массы [мг], Р - мощность [Вт]. Т - время обработки [с].

ЛЛ/(ЛГ) = 46478 Я"1-241 7--1,597-о.32б1ел (9)

Рисунок 3 - Зависимость изменения массы от времени обработки и

выходной мощности; а) сложное акустическое поле; б) гюолольное акустическое поле.

Анализируя результаты проведённых работ по изучению влияния фазы УЗК на кавитационную эрозию можно сделать следующие выводы: по мере увеличения времени обработки и мощности акустического поля увеличивается эрозионная активность как продольного, так и сложного акустического поля; эрозионная активность сложного акустического поля выше, чем у продольного, а максимальная потеря массы образца составила 39 мг для случая сдвига фазы <р = 90°.

По результатам серии экспериментов, посвященных изучению влияния моющих растворов на качество регенерации фильтроэлемен-

тов, получены модели очистки для случая воды, натриевых солеи жирных кислот (процентное содержание моющего вещества 1.5%), с использованием неионогенных поверхностно активных веществ (ПАВ) (0.5%); с использованием анионо-катионных ПЛВ (0.25%). Наилучшим моющим эффектом обладает раствор, использующий в своей основе неионогенные ПАВ, модель, которои представлена выражением (10), а ее графическая интерпретация рисунком 4.

ДЛ/(ЛГ)=1,!62/>0'039 г0-029-0-026*''. (10)

Рисунок 4 — Зависимость изменения массы от времени обработки и выходной мощности с использованием неионогенных ПАВ. Исследование структуры и топография поверхностей образцов подвергнутых обработке в продольном и сложном акустическом поле представлены на рисунках 5, 6.

Анализ каверн представленных на рисунке 5 свидетельствует о том, что в случае использования сложного акустического поля площадь каверны в 3-4 раза выше, чем у продольного. Данный факт свидетельствует об увеличении эрозионной активности и интенсификации процесса регенерации.

Исследование качества регенерации фильтроэлемемтов в сложном акустическом поле позволило выявить наиболее эффективный моющий раствор, который необходимо использовать в процессах очистки - это неионогенные ПАВ. Результат такой обработки представлен на рисунке 6.

а) б)

Рисунок 6 - Фото образцов фильтроэлементов. Обработка с использованием неионогенных ПАВ; а - образец до регенерация; б - образец после регенерации Р=750 Вт, 1=2 мин.

Пятая глава представлена технологическим процессом очистки фильтров систем воздушного снабжения. В главе рассмотрен аналитический расчет оптимальных режимов ультразвуковой очистки фильтроэлементов. На основании изложенных материалов видно, что время полной очистки фильтроэлементов различных типов относятся как квадраты величин их тонкости фильтрования. Анализ результатов показывает, что качество очистки фильтроэлементов грубого фильтрования (до 28 мкм) почти не зависит от падения звукового давления в указанных пределах. Качество очистки фильтроэлементов с

тонкостью фильтрования менее 12-16 мкм быстро падает с падением звукового давления.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Конечные результаты работы можно представить следующими основными выводами:

1. Впервые предложена модель динамики схлопывания одиночной кавитационной полости в условиях воздействия квазикогерентных источников ультразвуковых, колебаний, которая позволила разработать методологию установления закономерностей, характеризующих эрозионную эффективность сложного акустического поля в жидкости при ультразвуковой очистке. Полученные методы оценки эффективности кавитации позволяют рассчитать значения критерия эрозионной активности единичной кавитационной полости.

2. На основе теоретических и экспериментальных исследований было установлено, что при использовании сложного акустического поля от двух источников ультразвуковых колебаний с разностью фаз между ними 90 градусов и ориентированных в пространстве друг относительно друга ортогонально, эрозионная активность единичного кавитационного пузырька значительно возрастает по сравнению со случаем использования одного источника колебаний. Таким образом, имеется возможность выхода на новый качественный уровень формирования прогнозируемых структур непористых материалов и интенсификации процесса очистки за счет повышения значения эрозионной активности без повышения амплитуды звукового давления.

3. Проведенные экспериментальные исследования влияния комплексного ультразвукового поля на качество процесса электрофизико-химической регенерации, на основе методик оптимального планирования эксперимента, позволили, получить интерполяционно-регрессионные уравнения выхода с учетом среды регенерации и времени обработки. На основе анализа полученных в результате экспериментов зави-

симостей, было установлено, что максимальная интенсивность очистки достигается при использовании сложного акустического поля, реализованного двумя квазикогерентными источниками ультразвуковых колебаний и наилучшие результаты были получены при сдвиге фаз А<р = 90°. Так, по отношению к продольному акустическому полю, значение кавитационной эрозии увеличилось в 4 раза, при этом, погрешность теоретических и экспериментальных результатов составляет около 12%.

4. Промышленные испытания экспериментальной установки электрофизикохимической регенерации и расчеты основных режимов работы проведенных в цехах ООО «ГОРО», показали, что полученные модели и основанные на них методы расчета адекватны и могут быть рекомендованы к широкому внедрению в практику.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.А.Н. Кочетов, В.Х. Аль-Тибби, Г.Н. Кочетов. Теоретические основы интенсификации процесса регенерации фильтроэлементов с использованием комплексного акустического поля. Вестник. ДГТУ.-2001-№9(7).

2. B.C. Минаков, А.Н. Кочетов, Г.Н. Кочетов, А.А. Сугера. Эффект изменения ориентации вектора комплексных ультразвуковых колебаний в естественно-закрученных волноводах при электроакустическом напылении. Техническая база развития регионального машиностроения Межрегиональная научн.-техн. конф.: ФГУП ВНИИ Градиент. -Ростов н/Д, 16-17 октября 2001.

3.Г.Н. Кочетов, В.Х. Аль-Тибби, К.Г. Абдулвахидов. Динамика кафитационной полости в комплексном ультразвуковом поле. VI Международная науч.-техн. конф. по динамике технологических систем: ДГТУ. - Ростов н/Д, 2001. Т.П.

- 1 8-

4. B.C. Минаков, Г.Н. Кочетов. Получение подобия крутильных эллиптически поляризованных колебаний в жидких средах с использованием комплексного поля. Вестник. ДГТУ.- 2002- №3 (9).

5. В.П. Блохин, B.C. Минаков, Г.Н. Кочетов. Оценка эрозионной эффективности комплексного акустического поля в жидких средах. Межрегиональная научная и технико-технологическая конференция: Техническая база развития регионального машиностроения: ФГУП ВНИИ Градиент. Ростов н/Д 2002.

6. B.C. Минаков, А.А. Сугера, Г.Н. Кочетов. Аналитический расчет оптимальных режимов отчистки фильтрозлементов. VI Международная науч.-техн. конф. по динамике технологических систем: ДГТУ. -Ростов н/Д, 2001. Т.Ш.

ЛР№04779 от 18.05.01. В набор 20.0101.В печать ¿Ш.ОЧ. Объем 1 1 усл.п.л., 1,0уч.-изд.л. Офсет. Формат 60x84/16 Бумага тип №3. Заказ №<&Гираж 100

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия: 344010, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина. 1.

»-750 t

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1. Общие положения

1.2. Физико-технические методы очистки

1.2.1. Очистка в органических растворителях

1.2.2. Очистка в щелочных растворителях

1.2.3. Комбинированная очистка

1.2.4. Травление

1.2.5. Струйная и пароструйная очистка

1.2.6. Электрохимическая очистка

1.3. Ультразвуковой метод очистки 21 « 1.4. Характеристика загрязнений

1.4.1. Виды и свойства загрязнений

1.5. Кавитация

1.5.1. Кавитационная прочность

1.5.2. Динамика кавитационной полости

1.5.3. Кавитационная область 39 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНТЕНСИФИКАЦИ ПРОЦЕССА 46 РЕГЕНЕРАЦИИ ФИЛЬТРОЭЛЕМЕНТОВ В КОМПЛЕКСНОМ АКУСТИЧЕСКОМ ПОЛЕ

2.1 Гипотеза о форме комплексного вектора колебаний

2.2 Методология установления закономерностей, характеризующих 51 эрозионную эффективность комплексного акустического поля в жидкости при ультразвуковой очистки

2.2.1. Определение эрозионной активности единичного 51 кавитационного пузырька в случае использования одного источника колебаний

2.2.2 Влияние звукового давления на пульсацию кавитационной 56 полости

2.2.3 Нахождение эрозионной активности единичного 59 кавитационного пузырька в случае использования комплексного акустического поля

2.3. Оценка эффективности регенерации, ударные волны при 63 кавитации

2.3.1. Определение величины давления в ударной волне

2.3.2. Результаты численных решений уравнений пульсаций 65 кавитационной полости

ВЫВОДЫ

3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Этапы экспериментальных исследований

3.1.1. Оптимизация режимов очистки

3.1.2. Исследование структуры нетканых синтетических фильтров

3.1.3. Исследование эрозионной активности комплексного 74 акустического поля

3.1.4. Исследование влияния моющих растворов на качество 74 регенерации фильтроэлементов в комплексном ультразвуковом поле

3.2 Аппаратура, установки, образцы

3.2.1. Установка для регенерации фильтроэлементов

3.2.2. Образцы

3.2.3. Измерительная аппаратура 79 3.3. Планирование эксперимента и обработка полученных данных

4. ПЛАНИРОВАНИЕ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ 84 ЭКСПЕРИМЕНТА

4.1 Исследование влияния величины сдвига фаз между 84 колебаниями на интенсивность процесса очистки

4.1.1 Условия экспериментальных работ

4.1.2. Методика проведения эксперимента

4.1.3. Обработка результатов эксперимента

4.1.4. Анализ полученных результатов 96 4.2. Влияние моющих растворов на качество регенерации

4.2.1. Механизм действия моющих растворов

4.2.2. Обработка экспериментальных данных

4.2.2.1. Условия экспериментальных исследований

4.2.2.2. Планирование эксперимента

4.2.2.3. Обработка экспериментальных данных

412.3. Исследование структуры и топографии поверхностей 119 4.2.3.1. Особенности проведения эксперимента и используемого 119 оборудования

4.2.4. Анализ полученных результатов 136 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОЧИСТКИ ФИЛЬТРОВ

5.1. Аналитический расчет оптимальных режимов ультразвуковой 137 очистки фильтроэлементов

5.2. Автоматизированная система управления технологическим 142 процессом регенерации фильтроэлементов

5.2.2. Алгоритм функционирования системы АСУ

5.3. Особенности объекта исследований 146 ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 152 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 155 ПРИЛОЖЕНИЯ

Современная техника характеризуется все возрастающими требованиями к таким характеристикам изделий как качество, надежность и долговечность, которые в значительной степени зависят от состояния рабочей среды, ответственность, за формирование которой лежит на различных системах очистки. Конструкции, которых постоянно усложняются, поэтому обычные «классические» методы их очистки уже не в состоянии обеспечить надлежащего качества регенерации.

Проблема создания универсального высокотехнологического процесса очистки материалов фильтроэлементов однократного применения от всевозможных органических и неорганических загрязнений наиболее остро стоит как перед отечественным, так и зарубежным машиностроением. Ведь решение данной проблемы позволит не только резко увеличить экономическую эффективность производства, но и улучшить общую экологическую ситуацию современных мегаполисов.

Достоинства ультразвукового метода очистки обеспечили ему широкое применение в различных областях промышленности, как в России, так и за ее пределами. Очистка с применением ультразвука в 150 раз более эффективна, чем струйная, в 100 раз, чем вибрационная, и в 20 раз, чем ручная. Ультразвук обеспечивает 100% очистку. Этот метод сочетает в себе физические, физико-химические и химические воздействия на очищаемую поверхность.

Практика показала, что очистка с помощью ультразвука гораздо эффективнее, чем очистка деталей другими методами. Использование ультразвуковой очистки, бесспорно, дает существенный экономический эффект, а значит, целесообразна разработка технологических и теоретических аспектов данного метода.

Изучение механизма процесса ультразвуковой очистки позволяет наметить наиболее целесообразные направления в конструировании технологической аппаратуры и создать научно обоснованные рекомендации по выбору моющих сред.

Однако создание физических основ ультразвуковой очистки нельзя считать завершенным. Сейчас уже известно, что главными факторами, ускоряющими процесс очистки в звуковом поле, являются кавитация и акустические течения, возникающие как в объеме жидкости, так и на границе с твердым телом, но воздействие каждого из этих факторов на процесс очистки изучено далеко не одинаково.

Все проводившиеся до настоящего момента исследования были направлены на выявление закономерностей при очистке поверхностных загрязнений материалов, в то время как очистке внутренних полостей уделялось недостаточно внимания. В частности, не проводилось исследований, направленных на разработку теоретических основ очистки нетканых синтетических материалов, а также интенсификацию данных процессов. Одним из основных факторов, влияющих на качество очистки и легко поддающихся регулированию, является амплитуда и закон изменения звукового давления. Хотя при увеличении амплитуды звукового давления и наблюдается некоторое увеличение эрозионной активности, при этом одновременно возрастает число пульсирующих пузырьков, а размер кавитационной области уменьшается (т.е. необходимо, чтобы очищаемый объект находился как можно ближе к излучателю). Неограниченный рост амплитуды звукового давления кавитационной области в конечном итоге может привести к разрушению очищаемого материала. Таким образом, необходимо изыскивать другие возможности для увеличения эрозионной активности, позволяющие получить максимальную эффективность очистки, но одновременно не допускающие разрушительного воздействия на очищаемый материал.

Одним из таких методов является процесс электрофизикохимической регенерации пористых нетканых синтетических материалов фильтроэлементов систем воздушного снабжения, основанный на использовании комплексного акустического поля реализованного двумя квазикогерентными источниками ультразвуковых колебаний.

В связи с этим актуально проведение специальных исследований, связанных с целенаправленным управляемым воздействием трансформируемых ультразвуковых колебаний. В процессе электрофизикохимической регенерации фильтроэлементов систем воздушного снабжения с целью улучшения качества очистки и производительности процесса

Таким образом средством, регламентирующим и обеспечивающим разработку новой технологии должна стать энергия комплексных ультразвуковых колебаний.

Поэтому цель работы сформулирована следующим образом: «Повышение производительности и качества регенерации нетканых синтетических фильтроэлементов систем воздушного снабжения путем интенсификации процесса очистки в сложном акустическом поле.

Научная новизна работы заключается в обобщении теоретических и экспериментальных исследований физических процессов и явлений, протекающих под действием комплексных УЗК, ответственных за формирование параметров качества поверхностного слоя и производительность в рамках технологического процесса электрофизикохимической регенерации фильтроэлементов систем воздушного снабжения нетканых синтетических материалов. Научную основу этого процесса составили новые теоретические положения и результаты экспериментальных исследований, наиболее существенные из которых выносятся на защиту:

- физическая сущность процессов и явлений, ответственных за направленную трансформацию поверхностей и структур фильтроэлементов с прогнозируемыми свойствами и их взаимосвязь в рамках рассматриваемого процесса;

- теоретические основы эрозионной активности комплексного ультразвукового поля на основе модифицированных уравнений кавитационной полости Херинга-Флина

- обобщенная математическая модель, описывающей изменение амплитуды давления ударной волны (в условии комплексного акустического поля) при схлопывании кавитационной полости.

- гипотеза о форме комплексного вектора колебаний, формируемом двумя квазикогерентными источниками ультразвуковой энергии.

Основные результаты работы получены путем теоретических и экспериментальных исследований. В связи с многообразием связей между комплексными УЗК, процессами и явлениями, ответственными за формирование, как структуры технологического процесса, так и параметров качества изделий, в необходимых случаях применялся метод математического моделирования с использованием возможностей современной вычислительной техники. В тех случаях, когда современный уровень развития позволял провести математический анализ процесса, использовались детерминированные математические модели, основанные на описании явлений в виде причинно-следственного выражения и позволяющие проводить математический эксперимент. При описании влияния изменения параметров комплексных УЗК на ход технологического процесса и конечные свойства изделий, когда выражение связей в детерминированной форме практически невозможно, использовался кибернетический подход к исследованию процессов с установлением формальных связей на основе математико-статистических моделей, основанных на вероятностном описании явлений.

Сочетание детерминированных и статистических математических моделей с широким использованием современных физико-химических методов исследования строения и свойств материала послужило одной из основ для разработки нового технологического процесса электрофизикохимической регенерации фильтроэлементов систем воздушного снабжения нетканых синтетических материалов.

Практическая ценность работы состоит в создаиии базы для решения важной задачи машиностроения по целенаправленному созданию новых высококачественных технологических процессов и интенсификации существующих, на основе использования энергии продольно-крутильных ультразвуковых колебаний. Реализация этой практической задачи обеспечена разработкой комплекса новых научно-технических решений:

- разработана система управления процессом электрофизикохимической регенерации нетканых синтетических материалов фильтроэлементов систем воздушного снабжения;

- предложены рекомендации по оптимизации акустических параметров при электрофизикохимической регенерации фильтроэлементов систем воздушного снабжения;

- разработан новый технологический процесса регенерации фильтроэлементов систем воздушного снабжения.

Реализация результатов работы заключалась в производственной отработке технологии и оборудования, широкомасштабных промышленных испытаниях регенерируемых фильтроэлементов; создании технической и нормативной документации; внедрении разработки и оценке ее технологической эффективности.

Все возрастающие требования к эксплуатации современных машин и аппаратов при высоких давлениях, скоростях, нагрузках и вибрациях требуют применения высокоочищенных расходных материалов, состояние которых необходимо в процессе работы отчищать и диагностировать. Отсюда ясна необходимость создания новых технологий регенерации фильтроэлементов систем воздушного и масляного снабжения, ведь при этом становится, возможно, не только увеличить ресурс работы, но и улучшить экологическую аспект эксплуатации действующих машин и механизмов. Повторное использование регенерируемых фильтроэлементов позволит снизить как расход на содержание машин и механизмов, так и себестоимость готовой продукции. В связи с этим необходимо более глубокое изучение физических и физико-химических процессов, протекающих при их реализации. В современных представлениях о протекающих при этом явлении процессах, особое место справедливо отнести к изучению процесса динамики кавитационной полости в условиях комплексного акустического поля. При этом не стоит забывать о аспектах эрозионной эффективности мощных ультразвуковых полей на различные виды загрязнений и на изменение структуры самого фильтровочного материала.

Способ электрофизикохимической регенерации фильтроэлементов систем воздушного снабжения в комплексном ультразвуковом поле сочетает в себе: высокую технологическую гибкость и производительность, а также позволяет придать обрабатываемому материалу новые качественные и количественные свойства. Оценивая с технологических позиций данный способ регенерации материалов фильтроэлементов, а также большой интерес к нему со стороны предприятий машиностроения, электронной промышленности и автотранспортных служб можно констатировать, что в ближайшей перспективе наряду с другими традиционными способами регенерации, а также учитывая его экологическую чистоту, он займет достойное место в народно-хозяйственном комплексе страны.

В целом в настоящей работе осуществлено теоретическое и экспериментальное обобщение комплексных исследований эффективного воздействия трансформируемых ультразвуковых колебаний на основные физические и физико-химические явления, протекающие при регенерации нетканых синтетических материалов фильтроэлементов систем воздушного снабжения, и решена на этой основе задача создания принципов разработки новых технологических процессов, имеющих важное хозяйственное значение для повышения эксплуатационной надежности и долговечности деталей машин и оборудования. Поэтому благодаря использованию метода электрофизикохимической регенерации становится возможным многоразовое использование одноразовых фильтроэлементов в эксплуатации машин и механизмов. Все выше приведенные факты ведут, прежде всего, к снижению себестоимости изделий машиностроения, эксплуатации машин и механизмов при одновременном повышении эксплуатационной надежности и долговечности деталей машин.

Сведения о методических особенностях и результатах исследований, итогах реализации их в производстве содержатся в пяти печатных работах, докладах на VI Международной научно-технической конференции по динамике технологических систем (2001 г.) и на межрегиональной научно-практической конференции «Технико-технологическая база развития региональной науки» (2002 г.) и трех межвузовских конференциях (19992002 г.).

Выводы

Резиновая окантовка фильтра не всегда отмывается, поэтому требуются дополнительные меры по ее отмывке при участии оператора для того, чтобы придать более эффектный товарный вид.

После чистки фильтр не приобретает первоначальный товарный вид. Причина этого кроется, прежде всего, в воздействии кавитационного поля, которое производит окрашивание волокон водным раствором.

После отчистки, если посмотреть на просвет через фильтрующий элемент, то можно увидеть, что он просвечивается - это свидетельствует о том, что фильтр чист.

В местах изгиба фильтрующего элемента наблюдается повышенное содержание инородных примесей и при очистке необходимо уделять особое внимание этим зонам, потому что они могут явиться провокаторами, вызывающими эффект коагуляции.

При очистке фильтрующего элемента «ИКАРУС» обнаружилось, что при погружении в воду наблюдается растекание «черных» особо загрязненных участков на более обширную площадь. Первое визуальное ощущение - фильтр загрязняется еще больше, но при проверке с помощью оптического микроскопа при увеличении порядка х32 раз хорошо видно, что волокна выкрашены, а все каналы фильтра чистые.

При погружении фильтрующего элемента на 30' параллельно излучающей поверхности с последующей сменой сторон не обнаружилось резкого улучшения качества очищенной поверхности, что свидетельствует о равномерности воздействия кавитационного поля независимо от ориентации последнего в среде.

При детальном рассмотрении и макроскопическом анализе фильтрующего элемента обнаружилась хорошая очистка межволоконных каналов без механических повреждений структуры материала фильтра, но кое-где имеются участки окрашенных волокон растворенной в воде сажей, не влияющих на качество работы и функциональное назначение выше упомянутого элемента.

Основываясь на полученных ранее результатах научных исследований, можно сделать вывод о том, что гарантированный ресурс по количеству проведенных регенерараций может достигать 10 и более чисток без нарушения и разрушения материала фильтрующего элемента. Разумней всего будет производить не более 10 чисток, хотя, конечно, более точное значение можно получить в результате ходовых испытаний.

Заключение и общие выводы

Проведенные исследования позволили подтвердить общие положения гипотезы формирования комплексного акустического поля, реализованного посредством использования квазикогерентных источников ультразвуковых колебаний, (результирующий вектор которых образует подобие крутильных колебаний в жидких средах.) и найти технические средства для направленной организации структуры нетканых синтетических материалов фильтроэлементов, создать соответствующие технические решения для их реализации и в рамках поставленной цели обеспечить их эффективное использование в промышленности .

Таким образом в настоящей работе на основании теоретических и экспериментальных исследований осуществлена интерпретация воздействия высококонцентрированной энергии мощных УЗК на обрабатываемую среду и решена важная научно-техническая задача создания принципов разработки процесса, на основе указанной выше энергии, имеющая важное научное и производственно-техническое значение для повышения эксплуатационной надежности пористых и нетканых синтетических материалов фильтроэлементов при существенной экономии трудовых, материальных и экономических ресурсов.

Конкретные научные и технические результаты, формулировки частных научных положений по вопросам формирования комплексного акустического поля и его эрозионной активности, учитывающей динамику схлопывания кавитационной полости, и формирование поверхности с прогнозируемыми эксплуатационными свойствами содержатся в выводах по каждому разделу работы.

Наиболее общие выводы по итогам выполненного исследования в целом могут быть сформулированы в следующем виде.

1. Создание высокоэффективных ресурсосберегающих технологий, обеспечивающих повышенную надежность, качество (формирования прогнозируемых структур) и эксплуатационные свойства нетканых синтетических материалов фильтроэлементов, возможно лишь при прогнозируемой организации структуры пористых материалов, комплексом технических средств, реализующих сложное воздействие процесса электрофизикохимической регенерации.

2. Впервые предложена модель динамики схлопывания одиночной кавитационной полости в условиях воздействия квазикогерентных источников ультразвуковых колебаний, которая позволила разработать методологию установления закономерностей, характеризующих эрозионную эффективность комплексного акустического поля в жидкости при ультразвуковой очистке. Полученные методы оценки эффективности кавитации позволяют рассчитать значения критерия эрозионной активности единичной кавитационной полости.

3. На основе теоретических и экспериментальных исследований было установлено, что при использовании комплексного акустического поля от двух источников ультразвуковых колебаний с разностью фаз между ними 90 градусов и ориентированных в пространстве друг относительно друга на 90 градусов, эрозионная активность единичного кавитационного пузырька значительно возрастает по сравнению со случаем использования одного источника колебаний. Таким образом, имеется возможность выхода на новый качественный уровень формирования прогнозируемых структур непористых материалов и интенсификации процесса очистки за счет повышения значения эрозионной активности без повышения амплитуды звукового давления

4. Анализ факторов влияющих на динамику схлопывания кавитационной полости в условиях комплексного акустического поля, позволил определить направление совершенствования процесса электрофизикохимической регенерации нетканых синтетических материалов так, как в процессе ультразвуковой очистки были получены максимально допустимые значения коэффициента эрозионной активности £ = 2,184-106 для единичного кавитационного пузырька, что не приводит к разрушению материала очищаемого изделия в установленные временные интервалы.

5. Проведенные экспериментальные исследования влияния комплексного ультразвукового поля на качество процесса электофизикохимической регенерации, на основе методик оптимального планирования эксперимента, позволили получить интерполяционно-регрессионные модели выхода с учетом времени и сред обработки. На основе анализа полученных в результате эксперимента зависимостей, было установлено, что максимальная интенсивность очистки достигается при использовании комплексного акустического поля реализованного двумя квазикогерентными источниками ультразвуковых колебаний от величины сдвига фаз между колебаниями. Причем наилучшие результаты были получены при сдвиге фаз Д^ = 90°. Так, по отношению к продольному акустическому полю, значение кавитационной эрозии увеличилось не более чем в 4 раза.

6. Промышленные испытания экспериментальной установки электрофизикохимической регенерации и расчеты основных режимов работы проведенных в цехах ООО «ГОРО», показали, что полученные модели и основанные на них методы расчета адекватны и могут быть рекомендованы к широкому внедрению в практику.

1. Ошис З.Ф., Лепинь JI.K. Влияние температуры на химический и фазовый состав продуктов коррозии металлов в воде и водных растворах. — Изв. АНЛатв. ССР, 1961, № 1, с. 7—12.

2. Акимов Г. В. Теория и методы исследования коррозии металлов,— М.—Л.: Изд-во АН СССР, 1945.—414 с.

3. Далии А. М. Сбор и возврат конденсата.— М.—Л.: Госэнергоиздат, 1949.—240 с.

4. Геллер Т. Э., Журавлев Ю. А., Блинкман Л.Л. Выбор метода очистки производственных конденсационных вод от железа. В кн.: Очистка и использование природных и сточных вод.— Минск. Наука и техника, 1973, с. 112—116.

5. Чернявский В. М. Опыт эксплуатации установки по очистке конденсата потребителей пара. — В кн.: Информационные материалы Мосэнерго, вып. 15. М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1958, с. 35—65.

6. Гончаров А. В., Сутоцкий Г. П. О механизме сорбции соединений железа целлюлозой.—Теплоэнергетика, 1968, № 12, с. 41—51

7. Кострикин О. М., Гофмач И. Н., Иванова В. А. Обезжиривание воды целлюлозой.—Теплоэнергетика, 1960, № 3, с. 13—11

8. Петрова Н. А. Физико-химические особенности сорбционной очистки маслосодержащих сточных вод: Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук.—Свердловск, 1974,—24 с.

9. Мартынова О. И., Вознесенская А. М., Мамет В. А. Дисперсность продуктов коррозии в конденсате и их удаление на магнетитовом фильтре.— В кн.: Водоподготовка, водный режим и хим. контроль на паросиловых установках, вып. 4.—М.: Энергия., с. 118—122.

10. Дисперсный состав продуктов коррозии. И. К. Морозов, В. В. Герасимов, А. И. Громова, А. В. Женихова.—Теплоэнергетика, 1970, № 10, с. 72—75.

11. Григоров О. Н. Электрокинетические явления.—J1.: Изд. ЛГУ, 1973.— 197 с.

12. Брук-Левинсон Т. Л., Шпаковский Э. П. Интенсификация процессов осветления природных и сточных вод.—Минск: Полымя, 1977.—22 с.

13. Smith Clifford V. Electrokinetic phenomena in particulair removal by rapid sand filtration.—J. New Engl. Water Works Assoc. 1967, 81, № 2, p. 170—212.

14. Изучение электрокинетических свойств фильтрующих загрузок, применяющихся в технологии очистки воды. В. Г. Ильин, В. М. Рогов, М. Г. Журба и др. — Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1971, № 11, с. 130—134.

15. Прохоров Ф. Г., Румянцева В. А. Удаление из конденсатов продуктов коррозии меди и латуни различными фильтрующими материалами.—Теплоэнергетика, 1970, № 8, с. 76—79.

16. Швецова В. П., Тищенко Н. Д., Белоусова В. В. Применение сульфоугольных фильтров для обезжелезивания турбинного конденсата блоков 300 МВт.—Теплоэнергетика, 1968, № 9, с. 17—19.

17. Мохова А. А., Кострикина Т. Н. Очистка фильтрующих материалов в катионитных фильтрах от загрязнений. — Промышленная энергетика, 1978, № 3, с. 21.

18. Tilsley G. М. Clean—up of fould ion exchange resin beds. — Effluent Water Treatment Journal, 1975, vol. 15,№ 11, p. 560—563.19 Пат. 1407724 (Франция).20 Пат. 17781 (Япония).

19. Справочник химика-энергетика. Под общ. ред. С. М. Гурвича. Т. 1—М.: Энергия, 1972.—455 с.

20. Гамер П., Джексон Д., Серстон И. Очистка воды для промышленных предприятий.—М.: Изд-во литературы по строительству, 1968.—415 с.

21. Crits G. J. High rate demineralisation is today's best solution to nuclear power.—Combustion, 1974, vol. 45, № 12, p. 33—38.24 Пат. 3.398.090 (США).

22. Лурье А. А. Сорбенты и хроматографические носители. М.: Химия, 1972.—320 с.

23. Агранат Б. А., Башкиров В. И., Китайгородский Ю. И. Способы повышения эффективности воздействия ультразвука на процессы, протекающие в жидкостях. — В кн.: .Ультразвуковая техника, вып. 3—М., ЦИНТИАМ, 1964, с. 5—7.

24. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике.—М.: Изд-во иностр. лит., 1957.—726 с.

25. Северденко В. П., Клубович В. В. Применение ультразвука в промышленности.—Минск: Наука и техника, 1967.—261 с.

26. Коновалов Е. Г., Германович И. Н. Ультразвуковой капиллярный эффект.—Доклады АН БССР, 1962, т. VI, № 8, с, 492—498.

27. Рой Н. А. Возникновение и протекание ультразвуковой кавитации.—Акустический журнал, 1957, т. 3, вып. 1, с. 3—17.

28. Nomi М., Shimogori М., Miyzoe Т. Ultrasonic resins cleaner., Ebara Times, 1975, №94.

29. Батунер Л. M., Позин М. Е. Математические методы в химической технологии.—Л.: Химия, 1971.—823 с.

30. Ультразвуковая технология. Под общ. ред. Б. А. Агранта.—М.: Металлургия, 1974.—504 с.

31. Holloway J. Н., Hollifield P. J. Ultrasonic cleaning ultradeep—bed resins for condensate demineralizer systems. — Proc. Amer. Power Conf., 1971, vol. 33, p. 815—822.

32. Волобуев Н. К., Полуянченко Е. К. Применение упругих колебаний в процессах фильтрования. — Химическая промышленность, 1972, № 10, с. 777—779.

33. Ультразвуковой фильтр УЗФ. Проспект ВДНХ СССР. — М., 1961.—3 с.

34. Егоров В. И. Применение ультразвука, на предприятиях БССР.— Минск, 1964.—39 с.

35. Эльпинер И. Е., Бычков С. М. — Доклады АН СССР, 1952, т. 82, № 1, с, 123—126.

36. Росяна С. Р. К вопросу о действии ультразвука на индикаторы.— Медицинская промышленность СССР, 1948, !\» 3, с. 35—36.

37. Эльпер В. JI., Брук-Левинсон Т. JI., Рябиков Г. Т. Опыт применения математического планирования в исследованиях по очистке воды.—Минск: Полымя, 1971.—26 с.

38. Алейников Г. И., Липатов Н. Н. Исследование эффективности очистки воды от продуктов коррозии методом центрифугирования.— Энергомашиностроение, 1960, № 10, с. 10—13.

39. Саутин С. Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии.—Л.: Химия, 1975.—48 с.43 Пат. 53-45620. (Япония),

40. Блянкман Л. М., Шпаковский Э. П. Исследование возможности применения центрифугирования для очистки фильтрующих материалов от нефтепродуктов.—Теплоэнергетика, 1979, № 4, с. 50—53.

41. Абрамзон А.А. и др. ЖПХ. 1976.Т.49, М8.С. 1746—1951; 1980. Т.58,№ 5. С. 1031—1040; 1981. Т. 54, №5. С. 1027—1031.

42. Detergency. Theory and Test Methods. Ed. W.G. Cutler and R.C. Devis. p. 1. N.—Y.M. Dekker INC. 1974.450 p.

43. Lindner K. Tcriside-Texlilhilfsinntel-Wascluolisloffe. Bd. 1—3. Slullgart. Wissenshaftliche Ver. 1964—1971.

44. Неволин Ф.В. Химия и технология синтетических моющих средств. М.: Пищевая промышленность, 1971.424с.

45. Абрамзон А.А., Торопима Л.В. Головина H.JI. ЖПХ. 1986. Т. 59 №7. С. 1523—1530; Т. 60, № 2. С. 377—381.

46. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. J1.; Химия, 1981. 304 с.

47. Абрамзон А.А. Коллоидн. ж. 1967. Т. 29, № 4. с. 467—473.

48. Абрамзон А.А. и др. ЖПХ. 1985. Т. 58, № 5. С. 1018—1023; 1988. Т. 61. №8. С. 1562—1867.

49. Фабричная А.Л„ Абрамзон А.А. ЖПХ. 1991. Т. 64, № 11. С. 2329— 2335.

50. Мс Cutcheeon's Emulsifiers and Detergents. 1982. NJ USA. MC Publish Co, 866 p.

51. Поверхностно-активные вещества: Справочник. Под ред. А.А. Абрамзона, Г.М. Гаевого. JI.: Химия, 1979.376 с.

52. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник. Под ред. А.А. Абрамзона, Е.Д. Щукина. Л.: Химия, 1984. 392 с.

53. М. Г. Гликман, В. П. Тэкт, Ю. Е. Забачев. К вопросу о физической природе кавитационного разрушения. -ЖТФ, 25, 2, 280, 1955.

54. Э. Майер. Звук высокой интенсивности в жидкости. В сб.: "Подводная акустика" (перевод с англ.). Изд-во "Мир", 1965.

55. О.В. Руденко, С.И. Солуян. «Теоретические основы нелинейной акустики», Изд-во "Наука", М., 1975.

56. Физика и техника мощного ультразвука, кн. 2 "Мощные ультразвуковые поля" под ред. Л. Д. Розенберга. Изд-во "Наука", М., 1968.

57. Физика и техника мощного ультразвука, кн.З «Физические основы ультразвуковой технологии» под ред. Л. Д. Розенберга. Изд-во "Наука", М., 1973.

58. R. H. Cole. Underwater explosions. Princenton, 1948 (см. перев.: Р.Коул. Подводные взрывы. ИЛ, 1950).

59. Л.С. Зажигаев. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М., Атомиздат., 1978.

60. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., «Наука», 1974.

61. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Механика сплошных сред. М., 1953.

62. В. А. Акуличев, Ю. Я. Богуславский, А. И. Иоффе,К. А. Наугольных. Излучение сферических волн конечной амплитуды. Акуст. ж., 13; 3; 321, 1967.

63. А.В. Донской, O.K. Келлер, Г.С. Кратыш., Ультразвуковые электротехнологические установки, "Энергия 1968.

64. Бабиков О.И. Ультразвук и его применение в промышленности, Физматгиз, 1958.

65. Григорьев В.Н. Влияние шума ультразвуковых установок на организм работающих, в сб. «Ультразвуковая техника», изд. ЦИНТИАМ, вып. 2, 1963.

66. Соломахин И.М. Техника безопасности при ультразвуковой очистке деталей, в сб. докладов «Очистка деталей с помощью ультразвука», ч. 2., изд. ЛДНТП,Л., 1964.

67. Кобелев Ю.А., Островский Л .А. Модели газожидкостной смеси как нелинейной диспергирующей среды // В кн.: Нелинейная акустика. Горький:

68. ИПФ РАН, 1980. С. 143-160.

69. Островский Л.А. К нелинейной акустике слабосжимаемых пористых сред//Акуст. журн. 1988. Т. 34. №3. С. 908-913.

70. Островский Л.А. Нелинейные свойства упругой среды с цилиндрическими порами // Акуст. журн. 1989. Т. 35. № 3. С. 490-494.

71. Ostrovsky LA. Wave processes in media with strong acoustic nonlinearity // J. Acoust: Soc. Amer. 1997. V. 90. № 6. P. 3332-3338.

72. Беляева И.Ю„ Зайцев В.Ю., Островский J1.A. Нелинейные акустоупругие свойства зернистых сред // Акуст. журн. 1993. Т. 39. № 1. с. 25-32.

73. Nazarov V.E„ Sutin AM. Nonlinear elastic constants of solids with cracks. t/S. Acoust. Soc. Amer. 1997. V. 102. № 6. P. 3349-3354.

74. Van Den Abeele K.E., Johnston PA., Guyer RA., Mc-Call K.R. On the quasi-analilic treatment of hysteretic nonlinear response in elastic wave9 • propagation // J. Acoust. Soc. Amer. 1997. V, 101. № 4. P. 1885-1898.

75. Zaitsev V.Yu. A model of anomalous elastic nonlinearity of microinhomogeneous media. //Acoustics Letters. 1996. V. 19. №9. P. 171-174.

76. Ландау Л.М., Лифшиц E.M. Теория упругости. M.: Наука, 1965.204 с.

77. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. М.: Наука, 1979.560 с.

78. Снедоон И. Преобразования Фурье. М.: ИИЛ, 1955.668 с.

79. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика. М.: Наука, 1979.552 с.

80. Ландау ЛД., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986.736 с.

81. Назаров В.Е., Сутин A.M. О коэффициенте Пуассона трещиноватыхсред // Акуст. журн. 1995. Т. 41. №6. С. 932-934.

82. Зарембо Л.К., Красильников В.А. Введение в нелинейную акустику. М.: Наука, 1966.520 с.

83. Willmarth W.W. Structure of turbulence in boundary layers //Advances in Applied Mechanics (Academic Press, N.Y.). 1975. V. 5. P. 159-254.

84. Wiltmarth W.W. Pressure fluctuations beneath turbulent boundary layers //Annual Reviews of Fluid Mechanics. 1975. V. 7. PJ13-38.

85. Cmtwell BJ. Organized motion in turbulent flow//Ann. Rev. Fluid Mech. 1981.V. 13. P.457-515.

86. Blake W.K. Mechanics of flow-induced sound and vibration. V. П. Complex Plow-Structure Interactions' (Academic Press, N.Y.). 1986.

87. Eckelmami H. A review of knowledge on pressure fluctuations // Near-Wall Turbulence. Proceedings of the 1988 Zoran Zaric Memorial Conference. Ed. by SJ. Bine and N.H. Afgan (Hemisphere, New York). 1990. P. 328-347.

88. Экспериментальное изучение структуры полей пристеночных пульсаций турбулентного пограничного слоя. М.: ЦАГИ. Обзор № 579. 1980. С. 170.

89. Bull М.К. Wall-pressure fluctuations beneath turbulent boundary layers: some reflections of forty years of research. J. Sound Vibrat. 1996. V. 190(3). p. 299-315.

90. Смольяков A.B., Ткачечко B.M. Измерение турбулентных пульсаций. J1.: Энергия. 1980.

91. Robinson SJt. Coherent motions in turbulent boundary layers. Annu. Rev. Fluid Mech. 1991. V. 23. P 601.

92. Grass AJ., Stuart RJ„ Mansour-Tehrani M. Vortical structures and coherent motion in turbulent flow over smooth and rough boundares. Philos. Trans. R. Soc. London. Ser. A. 1991. V. 336. P. 35.

93. Nepomuceno H.G., Lueptow RM. Pressure and shear stress measurements at the wall in a turbulent boundary layer on a cylinder // Phys. Fluids. 1997. V. 9. № 9. P. 2732-39.

94. Dhanak MS., Dowling A.P. On the pressure fluctuations induced by coherent vortex motion near a surface // 26th AIAA Fluid Dynamics Conference. June 1995. Paper №95. P. 2240.

95. Dhanak M.R. Bowling Л.P., Chao Si. Coherent vortex model for surface pressure fluctuations induced by the wall region of a turbulent boundary layer//Phys. Fluids. 1997. V. 9. № 9. P. 2716-2731.

96. Lueptow RM. Local wall pressure gradient events in turbulent wall-bounded flow // How Noise Modeling, Measurement and Control. 1995. Ed. by R.M. Lueptow, W.L. Keith and T.M. Farabee. ASME. FED. 1996. V.230.P.75-86.

97. Koumoulsahos P. Active control of vortex — wall interactions // Phys. Fluids. 1997. V. 9. № 12. P. 3808-3816.

98. Robinson SX., Kline SJ., Spalart P.R. A review of quasi-coherent structures in a numerical simulated turbulent boundary Iayer//NASA TM-102191.

99. Main P., Kim J. Evolution and dynamics of shear-layer structures in nearwall turbulence//J. Fluid Mech. 1992. V.224.P.579-599.

100. Donwraddd JA., Uu W., Kleiser L. Energy transfer in numerically simulated wall-bounded turbulent flows // Phys. Fluids. 1994. V. 6. P. 1583.

101. Andreopoulos J., Agui J.H. Wall-vorticity flux dynamics in a two-dimensional turbulent boundary layer //J. Fluid Mech. 1996. V. 309. P. 45.

102. Кудашеев Е.Б. Измерение функциональных характеристик случайных полей давления: Экспериментальные методы анализа характеристического функционала и характеристических функций / В кн.: Распространение акустических волн. Владивосток. ДВПИ. 1986. С. 20-25.

103. Кудашее Е.Б., Яблоник JI.P. Экспериментальные исследования статистических характеристик турбулентных давлений методом характеристического функционала / В кн.: Распространение акустических волн. Владивосток. ДВПИ. 1986. С. 34-36.

104. Кудашеев Е.Б. Построение оценок характеристического функционала для обработки негауссовых случайных полей /В кн.: Обработка акустической информации в многоканальных системах. J1.: Судостроение. 1988. С. 29-34.

105. Рытое СМ., Кравцов ЮА., Татарский В.И. Введение в статистическую радиофизику. Ч. 2. М.: Наука. 1978.

106. Монцн А.С., Яглом A.M. Статистическая гидромеханика. Ч. 2. М.: Наука. 1967.

107. Кудашеев Е.Б., Яблоник J1.P. Определение частотноволнового спектра турбулентных пульсаций давления // Акуст. жури. 1977. Т. 23. № 4. С. 615- 620.

108. Maidanik G., Jorgensen D.W. Boundary Wave-Vector , Filters for the Study of the Pressure Field in a Turbulent Boundary Layer // J. Acoust. Soc. Amer. 1967. V. 42. V. 494-501.

109. Кудашеев Е.Б. Корреляционные микроприемники пульсационного давления / В кн.: Турбулентные, течения. М.: Наука. 1970. С. 247-250.

110. Накоряков В.Е., Соболев В.В., Шрейбер И.Р. Распространение волн в газо- и парожидкостных средах. Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1983.237 с.

111. Багдоев А.Г., Петросян Л.Г. Распространение волн в микрополярной электропроводящей жидкости И Изв. АН Арм. ССР, Механика. 1983. Т. 36.

112. Бункчн ФВ., Кравцов Ю.А.,Ляхов Г.А. Акустические аналоги нелинейных оптических явлений // Успехи физ. наук. 1986. Т. 149. № 3. С. 391-411.

113. Bagdoev A.G., Shekoyan A.V. Focusing of nonlinear ultrasonic waves in viscous thennoelastic materials with spherical inclusions // Phys. stat. soiid(a). 1985. V. 89. P.449-507.

114. Селезнев И.Т., Корсунский С.В. Нестационарные и нелинейные волны в электропроводящих средах. Киев: Наукова думка, 1991.198 с.

115. Чугаевскчй Ю.В. Элементы теории нелинейных и быстропеременных волновых процессов. Кишинев: Изд. Штиница, 1974. 181 с.

116. Багдоев А.Г., Шекоян B.C. Распространение волнового пучка в вязкоупругом диспергирующем нелинейном предварительно деформированном слое со свободной поверхностью // Изв. РАН, Мех. тв. тела. 1996. №6. С. 93-101.

117. Bagdoev A.G., Shekoyan A.V. Wave beams in viscoelastic dispersive nonlinear initially deformed medium with free surface // Int. J. Nonlinear Mech. 1997. V. 32. № 2. P.385-392.

118. Marburger J., Frifcer Т., Tecryof lossless nonlinear Fabry-Perot interferometer// Phys. Rev. A, 197b. V. 17. №1. P. 335-342.

119. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. M.: Изд-во "Советская энциклопедия", 1979.400 с.

120. Камер В.В., Руденко О.В. О распространении волн конечной амплитуды в акустических волноводах // Вестник Моск. ун-та. Сер. физ., астрой. 1978. Т, 19. С.78-85.

121. Carbonaro P. High frequency waves in quasylinear inviscid gasodynamics //Z. Angew. Math. Phys. 1986. V. 37. Nil, P.43-52.

122. Виноградом М,Б, Руденко O.B., Сухорукое А.П. Теория воли. М.: Наука. 1979.383 с.

123. Fredtrtckson С.К„ Sabotier J.M., Raspet R. Acoustic characterization of rigid-frame air-filled porous media using both reflection and transmission measurements //J. Acoust. Soc. Amer. 1996. V. 99. № 3. P. 1326-1332.

124. Chen Xucai, Apfal Robert E. Radiation force on a spherical object in an axtsymmetric wave field and its application to the calibration of high-frequency transducers // I. Acoust. Soc. Amer. 1996. V. 99. № 2. P. 713-724.

125. Беляева И.Ю., Тцятин E.M. Экспериментальное исследование нелинейных свойств поросодержащих упругих сред // Лкуст. жури. 1991. Т. 37. № 5. С. 1026-1028.

126. Anderson A.L., Hampton L.D. Acoustics of gas-bearing sediments. Pan 1,2//J. Acoust. Soc. Amer. 1980.6716.-V. 1865-1903.

127. Klusek Z, Sulin A., Matveev A; Potapov A. Observation of nonlinear scattering of acoustical waves of sea sediments. Acoustics Leu. 1994. V. 18. №11. P. 198-203.

128. Беляева И.Ю., Зайцев В.Ю., Островский J1A. Нелинейные акустоупругие свойства зернистых сред. Акуст. журнал. 1993. Т. 39. № 1. С. 25-32.

129. Кустов Л.М., Назаров В.Е„ Сутин A.M. Нелинейное рассеяние звука на пузырьковом слое. Акуст. жури. 1986. Т. 32. № 6. С. 804-810.

130. Беляева И.Ю., Зайцев В.Ю. Структурно-пористая нелинейность зернистых сред: теория, эксперимент. Радиофизика. 1995; Т: 38. № 1-2. 94-99.

131. Новиков Б.К., Руденко 0.8., Тимошенко В.И. Нелинейная гидроакустика. Л.: Судостроение, 1981. С. 264.

132. Адлер Ю. П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976.

133. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. М.: Статистика, 1974.

134. Голикова Т.Н., Панченко Л.А., Фридман М.З. Каталог планов второго порядка. М.: изд. МГУ, 1974. Т. 1,2.

135. Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов. Л.: Колос, 1972.

136. Митков А.Л., Кардашевский С.В. Статистические методы в сельхозмашиностроении. М.: Машиностроение, 1978.

137. Налимов В.В., Чернова Н.А. статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965.

138. Федоров В.В. Теория оптимального эксперимента. М.: Наука, 1971.

139. Филаретов Г.Ф. Необходимое условие разрешимости задачи построения плана дробного факторного эксперимента. Планирование и автоматизация эксперимента в научных исследованиях. М.: Советское радио, 1974.

140. Микропроцессоры. В Зкн. под ред. Преснухина J1.H. М. ВШ. 1987

141. Цифровые интегральные микросхемы. Мальцев Ю.М. М. 'Радио и связь' 1994

142. Диоды, тиристоры, транзисторы и микросхемы (справочник). Воронеж. 1994

143. Справочник по электронике для молодого рабочего. М. ВШ. 1993

144. Основы промышленной электроники. В.Г. Герасимов М. ВШ 1987

145. Радиолюбителям. Полезные схемы. Кн. 1.-'Солон'. М. 1998

146. Оптоэлектронные полупроводниковые приборы. Спр. М. 'Радио и связь' 1988

147. PIC16C84. Документация фирмы Microchip

148. Программа определения коэффициентов уравнения регрессии и адекватностимодели для воды

149. Определяем потерю массы относительно первоначального значенияmoo := mo m 1 := mm00:=meanv mean( mean(v mean( (m00 =1. Am := mo m1. Дт =1. Дт1 =moo^)i(moo^)moo^)moo^) , 9.9 9.9 9.4 ^12 12.3 11.613 12.5 12.6 ^ 13.15 11.8 12.9;

150. Прологарифмируем матрицу Дтf 0.995635 0.995635 0.973128^ 1.079181 1.089905 1.064458 1.113943 1.09691 1.100371 1.118926 1.071882 1.11059,f 78.233333^1 76.366667 78.233333 77.75 j-масса до испытания-Матрица изменения массыi:= 0.3j := 0. 2mts := Ami

151. Проверка полученных коэфициентопсравним с табличным значением 0.8643

152. Определим дисперсию воспроизводимости в Lg N := rows(Aml) N = 4 п := cols(Aml) n = 31. Slg:=1. Sum1. Slg= 0.0002611. N (n I)

153. Определение козфициентов уравнения рефессии

154. Л1 := mSg + mSj + ms^ + ms^ Л2 := (-ms)Q + (-ms)t + ms2 + ms^ ЛЗ := (-ms)Q + mSj + (~ms)2 + ms^ Л4 := rriSg + (-ms)j + (-ms)^ + ms^

155. Сравниваем полученные результаты с табличными значениями Tt=2.3 для F=8

156. Введите мошнлость УЗК Ртах, Pmin Вт. Введите время обработки Vmax, Vmin [сек]1. Ршх:= 2500 Vmx:= 3001. Pmn := 750 Vmn:= 9001. Е:= С:=log(Pm^ log(Pmn)2log(Vm^ log(Vmn)1. El := CI :=

157. E = 3.824979 C = -4.191807bo+ bl • E1+ Ь2- СI + bl 2- СI • ПIlog(Pm^ log(Pmn) - 2-log(Pm^log(Pm^ log(Pmn) log(Vm?) - log(Vmn) - 2-log(Vm?) log(Vm^ - log(Vmn)

158. El = -11.997048 CI = 1 1.383613

159. B0:= 10 Bl := bl>E + Ы2-С1-Е B2:= b2C + bl2C-El B12:= Ы2СЕ

160. B0 = 11855.066581 ВI = -0.880076 B2=-1.259696 Bl 2 =0.3727441. P:= PmnV:= Vmnm(P, V) := BOP"1-/2^12 m(P, V) = 9.730446

161. Sny = 0.198125 дисперсия вое произвол «мости

162. Введите количество разбиений cool 5b 0. cool f :=1. PniX- ncool1. Vmx- Vmn1. Vh =f = 350cool 1 = -120750 9001100 7801450 6601800 5402150 4202500 300

163. Pk := Pmn + f-k Vmn = 000 Vmx= 3001. VIk,bHVvb)1. M(P,V)1. V. := Vmn + l b h1. Pmn = 750 Pmx= 2500M9.73044610.59030911 25732511 80857512.28171212.6981759 99582710 78304711.38908411.88709612.31259512.68570610.31479911.01248911 5448511.979421