автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Интенсификация технологии промывки судовых систем пульсирующим двухфазным потоком

На правах рукописи

005047270

Лебедева Елена Геннадьевна '

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПРОМЫВКИ СУДОВЫХ СИСТЕМ ПУЛЬСИРУЮЩИМ ДВУХФАЗНЫМ потоком

Специальность: 05.08.04 - Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства.

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт - Петербург - 2012

005047270

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО филиале Санкт-Петербургского Государственного Морского технического университета в городе Северодвинск «СЕВМАШВТУЗ» на кафедре №5 «Судостроительное производство и сварка»

Научный руководитель: доктор технических наук, старший научный сотрудник

Николай Иванович Герасимов

Официальные оппоненты: Куклин Олег Сергеевич, доктор технически: наук. ОАО «Центр Технологий Судостроения и Судоремонта»

главный научный сотрудник Орехов Евгений Николаевич, кандидат технических наук ЦКБ МТ «Рубин», главный конструктор

Ведущая организация: ОАО «ЦС «Звездочка»

Защита диссертации состоится «28» мая 2012г. в «13.00» часов на заседай диссертационного совета Д223.009.04 при «ФБОУ ВПО СПГУВК» по адресу: 198035, Санкт-Петербург, ул..Двинская 5/7, ауд. 235.

Тел.: 8 (812) 490-93-08; факс 8 (812) 251-01-14.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке «ФБОУ ВП СПГУВК».

Автореферат разослан «26» апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Ерофеев Валентин Леонидов«

Актуальность проблемы.

Повышение работоспособности и надежности механизмов, судовых систем, напрямую связано с рабочими процессами, протекающих в системах и их элементах. Безопасность и надежность эксплуатации, стабильность режимов работы энергетических комплексов зависит также от качественной технологии изготовления систем и их элементов. За последние 50 лет требования к чистоте систем СЭУ и систем гидравлики постоянно ужесточались и повышались, что обусловлено повышением требований к контролю за параметрами среды, созданию более чувствительной контрольно-измерительной аппаратуры, функционированию, конструкции, безопасности и надежности СЭУ и живучести всего судна в целом. Небольшое присутствие примесей технологического или эксплуатационного происхождения, отклоняет рабочие параметры процессов от расчетных, ухудшает процессы теплосъёма в ТОА, способствует раннему износу и выходу из строя механизмов, арматуры, нарушает режимы управления системами гидропривода и СЭУ, является причиной ускоренной коррозии материала трубопроводов.

Интенсификация воздействия промывочной среды, использование технологических приемов ускоряющих процесс промывки позволяют повысить надежность механизмов, оборудования; сократить время промывочных работ; обеспечить повышение качества продукции и производительности труда; снизить ресурсопотребление, улучшить экологическую обстановку. Выбор и разработка прогрессивного, наиболее эффективного, технологически простого и экономически выгодного метода промывки и его научное обоснование является основной научной идеей диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является:

повышение качества промывки судовых систем для увеличения рабочего ресурса и надежности оборудования, механизмов;

- снижение продолжительности промывки судовых систем;

- снижение энергетических затрат происходящих на этапе промывки судовых систем.

Задачи исследования:

1. Разработать математическую модель транспортирования частиц загрязнений в двухфазном потоке в трубопроводах.

2. Экспериментально обосновать способ создания двухфазного пульсирующего потока. Разработать схему промывочного стенда с возможностью создания устойчивого двухфазного потока в системах; провести пробную промывку, оценить результаты.

3. Разработать примерную технологию проведения промывки двухфазным потоком.

Объектом исследования являются - судовые системы.

Предметом исследования - технология проведения промывочных работ и способы интенсификации промывки судовых систем.

Научная новизна:

1. Разработана математическая модель движения частиц загрязнений, в поступательном и в закрученном однофазном потоке моющей жидкости с учетом влияния толщины гидродинамического пограничного слоя.

2. Разработана математическая модель движения частиц загрязнений в двухфазном моющем потоке жидкости.

3. Разработан и экспериментально обоснован способ создания двухфазного пульсирующего потока жидкости. Устройство, реализующее способ, снижает потери напора моющей жидкости в трубопроводной системе в среднем в 1,5 раза, при этом амплитуда пульсаций в моющей среде возрастает по сравнению с исходной в среднем на 10-20 дБ.

4. На основании экспериментальных исследований предложена инженерная методика процесса промывки судовых систем, позволяющая снизить энергозатраты и уменьшить время промывки.

Практическая ценность результатов работы заключается: во внедрении предложенного способа интенсификации процесса промывки методом пульсирующего двухфазного потока; разработанной на ее основе оптимизационной технологии. Что позволяет 1) повысить качество параметров рабочих сред судовых систем, увеличивая безотказность, безопасность и надежность механизмов, оборудования и других элементов систем; 2) снизить экономические и энергетические затраты.

Достоверность полученных результатов и выводов хорошо согласуется с данными экспериментальных исследований.

При математическом моделировании процесса взаимодействия частиц загрязнений с потоком вязкой жидкости и двухфазным потоком использованы фундаментальные положения механики жидкости и газа.

Теоретической и методологической основой диссертационного исследования являются методы дифференциального и интегрального исчисления, численные методы.

Реализация результатов исследования. Практическая реализация результатов исследования осуществлена в производственном цикле предприятий ОСК: ОАО «НИПТБ «Онега», ОАО «ЦС «Звездочка», ОАО «ПО СЕВМАШ».

Личный вклад автора. Основные теоретические положения и экспериментальные результаты в период 2008-2012г.г. получены автором благодаря консультациям д.т.н., профессора В.А. Стенина. За что выражаю свою огромную благодарность лично В.А. Стенину.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно-технической конференциях «Ломоносовские чтения» (Северодвинск 2009, 2011), III Международной науч.-техн. конф. молодых специалистов, аспирантов и студентов «Математическое моделирование естественнонаучных и социальных проблем» (Пенза, 2009), XIV ВНТК «Современные промышленные технологии» (Нижний Новгород, 2009).

По материалам исследований было опубликовано 9 работ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения; содержит 156 страниц текста, 68 рисунков, 11 таблиц, список применённой литературы из 138 наименований.

Основное содержание работы.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель исследований, показана научная новизна и практическая ценность. По результатам предварительного анализа целей разработана структура и содержание диссертации.

В первой главе проведено исследование современного состояния данного вопроса и сделан критический анализ существующих методов промывки судовых трубопроводов, определена специфичность подхода к каждому способу промывки, область и возможность их применения. Дано сравнение, выявлены недостатки и преимущества отдельных способов промывки судовых трубопроводов. Определена специфика судовых трубопроводов, как насыщенных ответственными механизмами, аппаратами, устройствами; сильно разветвленных и протяженных.

Повышение качества промывки судовых систем происходит в основном за счет способов ее интенсификации. В качестве такого способа предлагается пульсирующая двухфазная промывка, обладающая свойством флотации. Применение двухфазной промывки возможно после детальной разработки ее методики.

Во второй главе комплексно исследуется процесс гидродинамической промывки и способы её интенсификации. Для этого рассмотрены различные математические модели промывки применительно к загрязняющим веществам, находящимся в различных силовых соотношениях с потоком промывочной среды и очищаемой поверхностью.

Использована теория вязкого подслоя. Рассмотрено взаимодействие крупных и мелких частиц относительно величины подслоя в потоке. Т.о., обосновано, почему при гидродинамических очистках до 95% вымываемых частиц имеют размеры более 0,1мм, а частицы размерами менее 0,1мм являются самыми трудно вымываемыми.

Из известного соотношения для величины ламинарного вязкого подслоя:

5, =и-

N ¡1-иср 11.6-/8

Таблица 1. Приблизительная величина ламинарного подслоя в мм.

(1 =

ЗОЛ

(1)

Внутренний диаметр трубы, мм

50 100 125 150

1 0,2 0,21 0, 22 0, 23

8 £ и " 2 0. И 0, 12 0, 12 0. 13

3 а а, ° 2,5 0, 09 0,10 0, 1 0, 1

О ё 3 0, 08 0.08 0, 09 0. 09

3,5 0,07 0, 07 0,07 0, 07

Яел/Д"

С возрастанием средней скорости потока величина пограничного слоя будет уменьшаться. Для труб большего диаметра

пограничный слой будет больше. Примерная величина пограничного слоя для разных труб с разными средними скоростями потока воды в них,

представлена в таб. 1. Большинство крупных частиц технологических загрязнений, выступают из области пограничного слоя, табл. 1. Все мелкие технологические загрязнения соизмеримы с величиной подслоя и первоначально находятся в его пределах, покоясь на стенке трубы, или частично выступают из него; крупные возвышаются над областью ламинарного

подслоя, попадают в ядро потока, захватываются основным потоком и далее вымываются.

Гидродинамическая модель на основе статистической модели турбулентности. Условием подъема частицы в потоке является (рис 1): РУ>С (2)

Ось х направлена вдоль оси трубы, ось у -перпендикулярно оси трубы, Р - сила, действующая на частицу со стороны потока (Рх и Ру - проекции этой силы на ось х и на ось у), О - сила тяжести твердой частицы. Ру = Ру1 + Ру2 + Р,.3 - подъёмная сила, где

и 2

Р] ^^.-определяется динамическим давления Л*-^- и площадью

сечения частицы Б*, ку - коэффициент подъемной силы. Ру2=рхгУт -

Архимедова сила. РуЪ=рж——5., - обусловлена пульсациями скорости,

возникающими в поперечном основному потоку направлении А иу. й - вес частицы, определяемый: С=р„ яУт. -приведенный радиус частицы, тогда

:.....

/ ^

/ !

/ ;

„/

( \............... ..............

у Ч к

1 о

Рис 1. К определению сил, действующих на частицу в движущемся потоке жидкости.

и '

3 "

и, >

з (кг

+Л)

-К» 8

(3)

Скорости ди и их связаны между собой коэффициентом пульсации е.

Т. о., скорость промывки в ядре потока зависит от: 1) размеров частицы, 2) ее веса, 3) формы (от нее зависит коэффициент подъемной силы), 4) степени пульсации скорости в поперечном направлении, причем, чем больше пульсация скорости, тем меньше требуемая скорость промывки их.

Сравнением градиента динамического давления и разницы удельных весов жидкости и частицы определена необходимая скорость на границе ламинарного вязкого подслоя с ядром потока, способствующая вымыванию мелких частиц.

Подъёмная сила, определяемая неравномерностью профиля скорости вблизи стенки, определяется Р„ = , сила Архимеда

сила тяжести Ег = р„аст%Участ ■ Уравнение равновесия будет:

ж (4)

Частица может быть вынесена в ядро потока при выполнении условия:

(5)

с1г

В области вязкого подслоя, задав скорость на границе, можно установить, расчетную подачу по формуле <2=уф5 необходимую для выноса частиц загрязнения из пристеночной области. Она значительно превышает рекомендуемую при промывке судовых систем. Невозможность вымывания мелких частиц, попавших в зону ламинарного подслоя, становится очевидной. Т.е., для вымывания таких частиц загрязнения приходится применять дополнительные методы, интенсифицирующие процесс промывки, например, флотацию или пульсирующий поток.

Разработка математических моделей процесса промывки судовых систем методом флотации. При рассмотрении взаимодействия сплошной среды с частицами (рис 2), учитывают действие всех сил: подъемной силы в результате неравномерности профиля скорости, силы Архимеда, силы тяжести. Частица загрязнения рассматривается как единое целое с воздушным пузырьком, движущееся в потоке жидкости.

Сила Архимеда для флотируемой частицы определяется по

рарх а сила тяжести

Увеличение подъёмной силы для захвата частицы потоком жидкости, будет происходить за счет пузырька воздуха. Причем нужно рассмотреть такой случай, когда величина

> возникающая в результате

Ь ¡1г

Направление движения потока

г

Гп > I РфХ

V™ )

Л

Ламинарный вязкий подслой

Рис 2. К определению сил, действующих на частицу загрязнения с воздушным пузырьком в движущемся потоке жидкости

разницы скоростей сверху и снизу частицы, будет превосходить разницу удельных весов на расстоянии положения центра тяжести частицы от стенки в пределах толщины вязкого подслоя.

Тогда разницу удельных весов комплекса частица - воздушный пузырек можно выразить таким образом:

« Л,

- + Р«*,-,

(6)

Следовательно, частица (твердое тело) может быть вынесена в ядро газожидкостного потока при выполнении условия:

¿¡V ^

иг

« Рш

V™ +К„

Рм

(7)

При известном распределении скоростей радиус воздушного пузыря будет равен:

в вязком подслое, получим, что

/ арЛ

рж-р.т„ +—-

ч

Р вспд Р ж

(В)

%(1г

(9)

где для краткости обозначено и названо градиент динамического давления:

<1Р, (¡V

—- = ~РжУ—

(1г аг

Определим значение градиента динамического давления на расстоянии

Кчаст=0,15мм от стенки, считая, что это расстояние соответствует пристеночной области с ламинарными скоростями. Для расчета возьмем среднюю скорость потока в трубе ДуЮО равную 2 м/с. Значение градиента динамического давления на данном расстоянии от стенки равном <5, = 0,0001

а

§ 0,3

| 0,25

8 а 0,2 и

0,05

¿4 К

1 1,5 2 2,5 3 Средняя скорость, м/с.

Рис 3. Зависимость радиуса воздушного пузырька от средней скорости потока.

(1г

-=3823 Па/м. При этих значении градиента

динамического давления, плотности частицы ¿>„=7850 кг/м3 и плотности воздуха ртд=1,29

кг/м3, плотности жидкости р^ = 1000 кг/м , получаем: >0.25 мм.

Динамика изменения величины требуемого радиуса воздушного пузырька 1) в зависимости от средних скоростей потока в трубе ДуЮО (рис. 3), 2) аналогично можно представить возрастающую зависимость радиуса пузырька от диаметра трубы при средней скорости 2,5 м/с, так при диаметре трубы 50мм радиус газового пузырька составил 0,25мм, а при 150мм-0,28мм.

В случае неподвижной жидкости радиус воздушного пузырька осуществляющего транспортную функцию, получается значительно больше, чем в случае движения потока:

7 отр

(р«

(10)

Рис 4. К модели адгезионного взаимодействия частицы с поверхностью.

Адгезионное взаимодействию частицы загрязнения со стенкой трубопровода.

Прилипание частиц загрязнения к внутренней поверхности трубопровода обусловлено индивидуальной адгезией частиц. Чем меньше размер частиц пыли, тем легче они прилипают к поверхности трубопроводов.

При расчетах отрывной силы рекомендуется принимать максимальное значение силы адгезии. На частицу загрязнения, прилипшую к поверхности трубопровода, действует сила, обусловленная набегающим потоком. Будем считать эту силу - сдвигающей. Т.о., работа, разрушающая адгезионное соединение будет затрачиваться на разрыв молекулярных связей и на деформацию компонентов адгезионного соединения. Разрушающая сила

должна быть больше силы адгезии сцепления частицы загрязнения с поверхностью и силой деформации этого соединения силой F^ (для твердых металлических частиц, можно пренебречь) (рис 4). Т.е., условием отрыва частицы загрязнения потоком жидкости будет:

F^+F^ZF^. (11)

Отрывная сила определяется силой давления набегающего потока:

F„P=Fdm=p^-Sr, (12)

где Sy - площадь сечения частицы загрязнения в направлении перпендикулярном потоку, их - скорость движения потока в центре тяжести частицы (считаем, что скорость во всех точках сечения частицы примерно одинаковая).

Определим необходимую скорость потока, вызывающую отрыв частиц.

U > П3)

* V pS,

Адгезионное взаимодействие частицы загрязнения с пузырьком воздуха. Гидрофильные частицы будут растворяться, в отличие от гидрофобных. Прилипание флотируемой гидрофобной частицы к пузырьку воздуха протекает на границе раздела трех фаз: частица - воздух, частица -Пузырек воздуха вода, вода - воздух. Процесс прилипания может происходить в три стадии: сближение частицы с пузырьком воздуха; контакт частицы с пузырьком; прилипание.

\ Работа адгезии, затрачиваемая на сцепление

твердого тела с газовым пузырьком можно оценить по формуле:

Частица A =U +U -U (14)

загрязнения °д "" тж '

Рис 5. Схема комплекса удельные поверхностные энергии

пузырек-частица частицы на границе с газовой средой и итж-удельная поверхностная энергия на границе твердое тело-жидкость.

Удельные поверхностные энергии связаны между собой по формуле: -иж, cos(er) = и т, -Umx, где а краевой угол. В результате получаем:

Д* = иж! + итж - Uтг = {/,, (1 - cos а) (15)

При а=0 сил сцепления нет, а при а =180° силы адгезии будут совершать максимальную работу.

Для определения условия закрепления пузырьков на частицах загрязнений, представим схему взаимодействующего пузырька воздуха с частицей, упростив начальные условия, приняв поверхность контакта плоской (рис 5). При закреплении воздушных пузырьков на частицах их равновесие зависит от сил поверхностного натяжения, а также силы Архимеда:

P-gV^o <^-i^j(l-cosa). (16)

к

здесь, с!-диаметр горизонтальной площадки прикрепления основания пузырька, Увозд, Участ - объём пузырька и частицы, Я-радиус кривизны пузырька в вершине, рж- плотность жидкой среды, рт- плотность частицы, а-поверхностное натяжение на границе вода - воздух (<т=7,3*10'2 Н/м).

Из (16), определяем при каком а прикрепление пузырька к частице будет достаточным.

1 -----

па2 (га

4 [ Я

Из (17) можно определить, что при возрастании радиуса кривизны в месте прикрепления пузырька к частице требуется все больший краевой угол а. Можно установить зависимость значения краевого угла от диаметра контакта. Значение а при возрастании диаметра контакта будет уменьшаться, что говорит о том, что сцепление в данном случае упрочняется. Т.о., сцеплению частицы с пузырьком воздуха в воде будут способствовать: увеличение площади контакта частицы с воздушным пузырьком и уменьшение радиуса кривизны пузырька при контакте с частицей.

Т.к., краевой угол - величина трудно определяемая для твердых тел сложной формы, и лежит в пределах от 0 до 180°, значение необходимых радиуса кривизны и диаметра контакта определим при а =180 . Т. к., Я и ё связаны между собой радиусом воздушного пузырька (Я не может быть больше Квгад, а (I не может быть больше 2КВ03Д), то последнее выражение можно

заменить на приближенное, заменив = и из (16) получим:

-4ПаК,т: <0 (18)

Решение неравенства (18) показало, что для адгезии частицы загрязнения радиусом более 1,13 мм и пузырька воздуха в водной среде достаточно, чтобы пузырек воздуха радиусом был больше примерно 0,52мм. Для мелких частиц загрязнения радиусом 0,10-0,15мм и плотностью рчаст=7850 кг/м3, получаем, что размер воздушного пузырька при Л^Л^см. ниже) будет обеспечивать адгезию частицы и пузырька воздуха.

Формирование эмульсионного режима течения двухфазной среды в трубопроводе. Нарушение пузырькового и эмульсионного режима потока может произойти в результате слияния газовых пузырей и образование снарядного режима. Дробление газовых пузырей происходит при нарушении их формы и попадании в область с повышенными пульсациями. Определение минимального размера газового пузыря в потоке жидкости можно произвести по теории напорной и вакуумной флотации. Минимальный размер газового пузырька соответствует его статическому равновесию, что зависит от перепада парциального давления воздуха в пузырьке и внешнем давлении воды. Из известного уравнения можно определить радиус, соответствующий данному перепаду давления:

Проведенные расчеты по теории напорной флотации показали, что в потоке жидкости будут одновременно существовать пузыри различного диаметра, большие из которых соизмеримы с диаметром трубы. Так, для трубы ДуЮО значение радиуса воздушного пузыря в потоке воды (средняя скорость 2м/с) составляет около 48мм, а в трубе Ду32 около 32мм. При этих значениях радиуса в трубах будет происходить их дробление. Минимальный размер пузырька воздуха в воде насыщенной воздухом составляют 0,15мм. Т.о., в двухфазном потоке одновременно будут существовать газовые пузыри различных размеров. Итак, для трубы диаметром Ду32 в потоке будут присутствовать воздушные пузырьки радиусом 0,15мм, 32мм и переменного значения от 0,15 до 32мм. Такой поток устойчивым назвать нельзя.

Для организации устойчивого пузырькового или эмульсионного режима, приходится прибегнуть к дополнительному способу воздействия на поток, которым может быть - вынужденный колебательный процесс, настроенный т.о., чтобы двухфазный поток не расслаивался, не допуская роста и слияния газовых пузырьков в потоке жидкости. Колебательный процесс сжатия - расширения газового пузырька в жидкости будет устойчивым, и не затухающим, в случае наличия источника колебаний, возбуждающего колебания по частоте совпадающие с собственной частотой колебаний пузырька газа в жидкости. Т.е., вынужденные колебания среды в двухфазном потоке будут провоцировать существование газовых пузырьков определенного радиуса. Тогда в двухфазном потоке будут устойчиво существовать пузырьки газа именно того радиуса, который необходим для переноса частиц загрязнений.

Собственная частота

колебаний сфероидального

осциллятора определяются по уравнению:

/0=Ц,Гц (20)

Частота собственных

сфероидальных колебаний

пузырька газа при различных радиусах представлена в табл. 2.

Собственная частота сфероидальных колебаний газовых пузырьков уменьшается с увеличением их габаритов. Если она будет равна частоте каких-либо возмущений в системе, то получение устойчивого равновесия газовых пузырьков относительно жидкости вполне возможно, и эта частота будет являться резонансной. Если эта частота будет равна значению, например 296 Гц, то в газожидкостном потоке будут преобладать газовые пузырьки радиусом 0,5мм. Т.к., частота вынужденных колебаний в системе будет вызывать пульсации скорости и давления в потоке, то существование крупных пузырьков станет невозможным. Они будут дробиться, и настраиваться по радиусу

Таблица 2. Собственные частоты сфероидальных колебаний газовых пузырьков._

Радиус газового пузырька, мм 0,1 0,5 0,3 1 1,2

Круговая частота, - ®о г Л = ш-Гц 330 9 296 146 105 80

соответствующему данной частоте. Т.о., получаем устойчивый эмульсионный поток в трубе любого диаметра и любой протяженности.

Кавитационные явления в двухфазном потоке. Проблемой устойчивости двухфазного потока является также избежание кавитационных явлений, т.к. кавитация сопровождается разрывными явлениями и может спровоцировать как расслоение потока, так и развитие масщтабной кавитации. Кавитацию в жидкости можно предсказать в зависимости от концентрации и распределения газа в ней. Доминирующее влияние на процесс кавитации оказывает поверхностное натяжение жидкости на поверхности газового пузырька и жидкости.

R.„ = Л,

3R„

\ 2ст„

Ркр =Р. + Ро-Р. +

2 ажг

ХГ

Ро -Р. +4 аж зТз R,

2(Т.

2<т

к,о Ро-Р,

(21)

(22)

Исследования, проведенные по формулам, представленным Рождественским В.В., для определения критического радиуса и давления (21) и (22), показали, что радиус кавитационного зародыша при большом внешнем давлении практически не влияет на величину критического давления. При возрастании внешнего давления происходит стабилизация критического давления около значения 2,4 кПа, одновременно с ростом критического радиуса кавитационного пузырька. Т.о., для избежания кавитационных явлений в двухфазном потоке критическое давление не должно быть ниже 2,4 кПа.

Разработанная математическая модель позволила определить минимальный размер газовых включений в потоке, обеспечивающих транспорт частиц загрязнений, без сопровождения их развитой кавитацией, ростом и слиянием пузырей, расслоением потока. Определены условия устойчивости эмульсионного режима двухфазного потока с существованием воздушных пузырьков определенного диаметра. Полученные теоретические выкладки были подтверждены в главах 3 и 4.

В третьей главе было проведено моделирование процесса гидродинаимческой промывки в программе СОЗМОБРк^огкв. Были определены толщина ламинарного вязкого подслоя в круглой трубе различного диаметра и при различных средних скоростях потока, по теории при скорости 2м/с 0,12мм,

моделированием процесса 0,1мм, при лпина'м) скорости 3м/с — 0,08мм и 0,06мм

соответственно.

Определена величина поперечных пульсаций скоростей в турбулентном потоке, рис 6. Величина пульсаций скорости составляет максимум 0,0003м/с при средней скорости потока 2,5м/с. Ранее в главе 2 пульсации определялись:

&

_ 005 *>.1 0.15

-ОСЮОМ

Рис 6 Определение величины пульсаций скорости в поперечном направлении.

Uy =(/¡¡¡1 =0,0001 +0,0002 (ux )ocp =0,00015*2,5=0,000375м/с.

Эти данные подтверждают те. что содержатся в [53] о величине поперечных пульсаций скорости в турбулентном потоке в круглой трубе. Т.о., подъём частиц в поперечном направлении невозможен за счет действия одной лишь пульсационной составляющей скорости.

Определение величины градиента динамического давления в

dr

турбулентном потоке. Распределение градиента давления по сечению трубы

Д Р„ Ду „ , .

при помощи выражения —- = -pxv— для средней скорости 2 м/с.

Д г д г

Прямая условного градиента определяется разницей удельных весов частицы и жидкости (g(p4acm-рж))- Условный градиент для стальной частицы плотностью 7850кг/м3 равен 67198Па/м. Условием ее подъёма (глава 2) является превышение градиента динамического давления над условным. Кроме того, можно определить частицы каких габаритов будут подхватываться

Ешшту» ГГТГП гтттт потоком. Т.е., пиковое

' * 1 ' " м ' " ' ' ' значение градиента

давления вблизи стенки с увеличением средней

Ё а ! t м • г ;; ' ' • *, : скорости потока в трубе

а о «ЯМ» 11 1 I И ,

&!з ! : к ....... ! | И возрастает (при скорости

fx www» ! I И t t')4-H4't444|'j'T'l 14 wrf!■ , .

П и1 М I и И и И И п 2м/с - около Змм от

u Ж

f'f it

1 <

!"' W

Г _ _

Г

и • : * ? * *

стенки, при 2,5м/с — около 6мм), и область

^ » . ч V V V ^ V ► ^ к .» - ^ » вымывания частиц, где

Расстояние от стенки трубы в мм _

частицы будут

Рис. 7. Распределение градиента динамического

с- - подхватываться потоком,

давления по поперечному сечению труоы в пристеночнои ^ '

области (при средней скорости потока 2м/с):1- градиент будет больше, чем

полного давления; 2-градиент условного давления больше средняя скорость

(ё(Р,мм-Рж))- потока. Область захвата

частиц находится на

расстоянии около 0,6мм от стенки для средней скорости потока 2м/с, и около 0,8мм при 2,5м/с, и чем больше средняя скорость потока, тем она больше. Далее при расстояниях от стенки более 4,8мм и 9,8мм соответственно градиент динамического давления в потоке 2 м/с выравнивается и становится меньше условного градиента. Результаты моделирования при средней скорости потока 2 м/с приведены на рисунке 7.

Поведение легких и тяжелых частиц. Легкие частицы в турбулентном потоке всплывают, тяжелые оседают (рис.8). Поведение тяжелых и легких частиц в закрученном потоке представлено на рис 9. Тяжелые частицы при раскручивании потока со временем оседают на стенке трубы, а легкие частицы проносятся на большие расстояния, что хорошо показано в изометрии при исследовании движения нескольких частиц загрязнений, рис 10. Т.о., подтверждено: для отрыва частицы загрязнения закрученным потоком,

необходимо достичь угол закрутки потока более = -Дг~ (рис 10).

"*' и,

Ряс 8 Поведение легких (сяедо) и тяжелые (справа) частиц в пвоиывочиом потоке

Рке 9 Новедекае тяжелей (слева) и; легкой (справа) частицы в закроенном потоке.

РисЮ. Поведение легких (слева) и тяжелых (в центре) частиц в закрученном потоке.

Тяжелая частица в закрученном потоке при угле закрутки менее рассчитанной по

Яг

формуле =агс1£——

и X

Т.о., моделирование процесса промывки судовых трубопроводов показало ограниченность методов стационарной промывки и некоторых способов ее интенсификации и подтвердило теоретические выкладки, сделанные в главе 2. В частности, показало ограничение по величине пульсаций скорости в турбулентном потоке при рекомендуемой скорости промывки. Определили величину ламинарного вязкого подслоя в турбулентном потоке как область сравнимую по величине с габаритами мелких частиц технологических загрязнений. Область превышения градиента динамического давления над условным градиентом является областью вымывания крупных частиц загрязнений. Оседание тяжелых и всплытие легких частиц в турбулентном промывочном потоке происходит систематически, что приводит к многократному проведению операции промывки. Подтвердились теоретические выводы полученные в главе 2, о величине радиальной закрутки потока более 14° необходимой для отрыва частицы, покоящейся на стенке трубы. Показана неэффективность применения закрученного потока для промывки систем, так как тяжелые частицы загрязнений оседают на стенке по мере раскрутки потока в нижней части трубопровода, а легкие частицы всплывают кверху.

В четвертой главе было проведено исследование и способ получения двухфазного потока физическим моделированием.

Целью проведения опытов являлось подтверждение возможности получения устойчивого эмульсионного двухфазного потока, обеспечивающего повышенную вымываемость частиц загрязнений по сравнению с однофазным потоком. Экспериментальные исследования проводились по нескольким направлениям.

Сравнение величины пульсации давления в потоке воды и

воздуха в систему производился при помощи турбовоздуходувки, измерение величины пульсации давления в однофазном и двухфазном потоке проводилось при помощи гидрофона. Выявлено повышение величины пульсаций в одном частотном диапазоне в случае двухфазного потока. Т.о., пульсационная составляющая подъемной силы в двухфазном потоке будет больше по сравнению с однофазным. (Рис 11.)

Определение зависимости падения давления в двухфазном потоке и Рис 11. Регистрация пульсаций исследование кавитационных явлений от давления в однофазном (справа) я газосодержания. Данный стенд (рис. 12) двухфазном (слева) потоке. позволяет осуществить разный подвод воздуха через клапан 7 и через клапан 8.

Рис12". Основные элементы; стенда: 1 - ёмкость; 2 - центробежный насос; 3, 4, 5 - клапан проходной; 6 - клапан ш аровы й, 7, 8. подвод воздуха; 9 - эл ектричесхий мано метр; 10 — ротаметр; 11 - Индуктивный датчик давления - диф манометр; 12 - эжектор; 13 - модель

пакета труб.

Подвод воздуха осуществлялся через клапан 7, установленный на входе перед центробежным насосом 2. Это возможно, при определенном пределе содержания воздуха в смеси, поступающей в насос при условиях работы данного насоса, что составляет не более 10%. Поток движется по большому контуру стенда, минуя струйный аппарат.

При расходе воздуха в системе 0, 140, 250 л/час фактическое давление составило соответственно 0,15, 0,08 и 0,075 МПа, расход воды составлял 1548л/час. Падение давления с увеличением газосодержания очевидно.

двухфазном потоке. Подвод

Исследования кавитационных явлений в трубопроводе. При

проведении опытов было замечено явление нагрева смеси в трубопроводе. Обычно промывочную среду подогревают в специальных подогревателях, на что затрачивается некоторая доля энергии, что можно избежать при применении двухфазного потока, используя кавитационные явления.

В данном опыте проводилось измерение температуры рабочей жидкости при подведении воздуха через воздушный клапан 8 в камеру разрежения струйного аппарата. Нагревание жидкости происходило за счет кавитационных явлений, происходящих в камере смешения струйного аппарата. Так при расходе воздуха 140л/час температура составила 29°С, при 250л/час - 33°С, при 265л/час - 36°С, расход воды составлял 1548л/час.

Исследование пульсирующего двухфазного потока. Стенд для организации и исследования пульсирующего двухфазного потока представлен на рис. 13.

Как показали опыты, был получен устойчивый пузырьковый режим двухфазного потока в горизонтальной трубе. Эмульсия не разрушалась в течение времени, что, очевидно, объясняется возбуждением колебательного

процесса в воздуха с генерируемой струйном Расход закрытом подачи составил

смеси водой, в

аппарате, воды при клапане воздуха

1,77

положении II III - 2,02-«/

'ч

2,01л,ъ/, /ч

. Расход

Рис 13 Основные темеята стгада: емхлеть - I, центр«6«жяый нагое - 2, мперимй ххагаа

- 3. В!>д->«05д?чшыв зжемгор - 4, кмяан 5>ег?лирсв«нй* подача воздуха - 5. дггчак глосодгржя*« - $, участок »езтмшого хаблюдеяях - ?. д»тчвк пудьеаяи* аавяеяия

- 8, гшаяшатэр - 9, труб о про» од в «ж иагистрмь ротаметр -

И

Рис 14 Устойчивый эыульезенный режим на участке визу&яъного наблюдения.

воды определялся при помощи сосуда с фиксированным объемом. Внешняя картина потока в виде эмульсии показана на рисунке 14.

Определение зависимости интенсивности скачка давления от

газосодержания. Опытные исследования проводились на том же стенде при следующих условиях: давление

воздуха в емкости 1 составляло 0,985 1 05 Па; высота столба воды в емкости-1,2м; давление воды на выходе из водо-воздушного эжектора при закрытом клапане 5 -р, =1,1-105Да; расход воды в системе был постоянным и равен ц = 3м,/час. В процессе эксперимента менялось объемное газосодержание потока путем постепенного открытия клапана 5 подачи воздуха, и последовательно регистрировался уровень давления р2 на выходе из эжектора. Результаты исследований представлены графиком (рис 15), что качественно согласуются с аналитической зависимостью Дж. Витте:

Р I

Л/А =1+/£" (23) (24)

А !"/? А где I7- относительное сечение водовоздушного эжектора; Ей - критерий Эйлера, характеризующий Сгвозд/Овод соотношение динамического Рис 15. Зависимость скачка давления от и статического давлений.

газосодержания. Уравнение (23) можно

преобразовать к виду (24), через Р - объемное газосодержание; - плотность воды; - скорость воды.

Формула (24) справедлива для двухфазной однокомпонентной жидкости (пароводяной смеси). В уравнение (23) не входит величина объемного газосодержания, поэтому представляет собой частный случай внезапного перехода от струйного течения к пенному.

Исследование кавитационного шума в водовоздушном эжекторе. Опытные исследования проводились на том же стенде, что и два предыдущих исследования. Условия остаются прежними, положения клапана 5 подачи воздуха те же. Гидрофон служит для регистрации частоты колебаний в магистрали. Данные выводятся на дисплей ПК. По ротаметру оценивалась подача воздуха через клапан. Подача воздуха через клапан 5 составила в

первом опыте 0—в положении II - примерно 354^-, а в положении III -час час

примерно 946-^-. Данное количество поступающего воздуха при данном

час

расходе воды соответствует газосодержанию /?: 0, 0,15 и 0,314 в различных положениях клапана, определенному по формуле:

р = —^--(25)

Изменение звукового давления Р во времени I при кавитации хорошо аппроксимируется экспонентой:

Р = Ро ■ ехр(г/г), (26)

где р0-исходное давление; г = 1//-постоянная времени, определяемая через резонансную частоту Г замыкания пузырька воздуха (из опыта). Время г можно

найти, зная к - длину диффузора эжектора; с - скорость звука в среде; V -скорость потока:

г = И/(с+\'), (27)

При Н=0,25м, у=2м/с, с=20м/с, т=0,01с, \ё(р/р0) = 0,494. Результаты расчетов соответствуют увеличению кавитационного шума в среднем на ЮдБ, что хорошо согласуется с данными опыта, чему соответствует увеличение пульсаций в потоке.

Определение величины потерь энергии при различном

газосодержании в

трубопроводе. Двухфазная среда (вода+воздух) имеет меньшую плотность по отношению к однофазной (вода), в связи с этим можно предположить экономическую целесообразность применения двухфазной среды для промывки судовых систем, как менее затратную при том же расходе промывочной среды. В проведенном эксперименте определялось падение

давление на участке 9

Рис. 16 Основные элементы стенда: 1 - 11-образный манометр; 2- клапан подачи воздуха; 3 - манометры, 4 - клапан редукционный; 5 - компрессор; 6 - бак с водой, 7- насос; 8 - клапан, отсекающий подсос воды из бака при проведении опыта с однофазной средой; 9 - опытный участок трубы, 10 - эжектор, 11 - клапан подачи воды на эжектор; 12 — клапан отсекающий стенд от отдельно ДЛЯ однофазной И магистрали 13 с водой. двухфазной среды (рис 16).

Результаты представлены на рисунке 17. При этом плотность и скорость среды считаем постоянной, из уравнения Бернулли:

Р1-Рг = ЕДй (28)

Экспериментальная апробация пульсирующего флотационного метода

по сравнению с широко применяемым на данный момент методом промывки прокачкой однофазной жидкости, показывает, что флотационный метод обладает значительным преимуществом. Пример стенда представлен на рис. 18. В частности, количество частиц загрязнения при двухфазной промывке за одинаковое время (40 мин) вымывается больше, что представлено в статье «Совершенствование

во

50

о

40

о

4 30

5 20

Н-»

10 о

1

¡а

1 ....—■■ 1—

3

О л/мин -Вода —в— Вода-воздух Рис 17. Графическое представление результатов опыта на стенде при однофазной и двухфазной среде

Таблица 3. Количество частиц загрязнений, определенных гранулометрическим анализом проб моющей жидкости.

технологии промывки гидравлических систем» В.А. Стенина и В.Г. Дронделя

(Технология машиностроения. 2008, №3, с 43-44) и показано в табл 3. 1. Технология промывки судовых систем

пульсирующим двухфазным потоком

обеспечивает проведение более интенсивной и качественной промывки

Рис 18. Схема стенда для очистки жидкости. 1- двигатель, 2- емкость, 3- мешалка, 4,7- судовых систем,

фильтры, 5- очищаемый трубопровод (3.0 метров, На основании выполненного Ду32), 6- сопло (вставка), 8- насос, 9- клапан анализа промывки Судовой подачи газа в емкость. системы трубопроводов И, в

соответствии, с теоретическими положениями главы 2 необходимо определить оптимальные режимы ее гидравлической очистки. Следует учитывать следующие условия:

- расход промывочной жидкости зависит от средней скорости потока воды в системе. При этом средняя скорость потока жидкости может находиться в диапазоне 1-3 м/с на различных участках трубопроводах (7), не оказывая влияния на адгезионные свойства воздушных пузырьков; хорошие адгезионные свойства обеспечиваются пузырьками воздуха в потоке воды, имеющими радиусы почти в 2 раза меньше частиц загрязнений;

- согласно исследованиям, обеспечение транспортной функции пузырьками воздуха при различных средних скоростях в трубопроводах зависит от нее незначительно. Использование в промывочном стенде специального устройства, генерирующего колебательный процесс в системе вода-воздух (20), провоцирует существование пузырьков воздуха определенного радиуса, обеспечивающего транспорт частиц загрязнений.

3. По формуле (25) следует определить необходимое количество воздуха, подаваемого в судовую систему. При этом диапазон газосодержания может составлять до 30%, в случае, если газожидкостная среда не проходит через насос, и до 10% если проходит.

4.Согласно РКД осуществляется изготовление дополнительного насыщения стенда промывки (струйный аппарат или сопло).

5.Для обеспечения смешивания промывочного двухфазного потока до эмульсии в состав промывочного стенда на входном участке должно входить специальное устройство - смеситель, одновременно являющийся генератором

Способ промывки Размер частиц, мкм

До 15 15- ЭО 3060 6090 Более 90

Стандартный 720 315 118 42 21

Предложенный (пульсирующий двухфазный) 185 112 58 28 15

колебательного процесса. Таким устройством может быть - струйный аппарат (16, поз 10) или сопло (вставка) (рис 18, поз 6).

Пример промывочного стенда с применением водовоздушного эжектора в качестве смесителя и генератора колебательного процесса представлен на рис. 16. Опытная труба показана условно. Схема стенда в упрощенном виде: не указаны фильтры очистки и устройство контроля чистоты промывочного агента.

7.Подача воздуха в систему может осуществляться при помощи воздуходувки, подводящей воздух в камеру смешения струйного аппарата.

8. Стенд промывки устанавливают в непосредственной близости от судовой системы, подлежащей отмывке ее внутренних поверхностей.

9. Бак стенда промывки заполняют чистой водой (поз.6) из магистрали (поз.13).

10. С целью исключения попадания технологических загрязнений в судовую систему трубопроводов промывка замкнутой системы стенда выполняется до достижения требуемой чистоты.

11.Стенд промывки подключают к участку системы трубопроводов, обеспечивая необходимую прочность и плотность соединений (стыков) трубопроводов.

12.После заполнения бака клапан 12 закрыть. Убедиться, что показания и-образных манометров обнулены.

13.Включить компрессор в сеть с напряжением 220В. Перед проведением промывки проверить положение клапанов (клапан подачи воздуха 2-открыт-клапан подачи воды на эжектор 11 - закрыт; клапан 8, отсекающий подсос водь из бака при проведении опыта с однофазной средой открыт; редукционный клапан 4 закрыт (в выключенном положении).

14. Процесс промывки проводится при определенном давлении на выходе и: компрессора, поддерживаемое ресивером. При этом измеряется расход.

15.Перед пуском компрессора убедиться в том, что показания и-образньс манометров обнулены. Выкрученный редукционный клапан обеспечивас создание давления в баллоне компрессора и предотвращает создание давления в системе самого стенда промывки.

16.После проведения серии расчетного количества циклов промывки двухфазным потоком производится проверка чистоты фильтров очистки.

17.Указанные выше операции промывки повторяют до получения установленной чистоты системы трубопроводов в соответствии с требованиями проектной документации.

При применении пульсирующей двухфазной промывки наблюдается значительный технико-экономический эффект:

- При проведении пробных промывок наблюдалось увеличение количества вымытых эмульсионным потоком частиц (табл.3.), чему соответствует уменьшение количества частиц в промывочной среде: частиц размерами до 15мкм составляет 289%, а 60-90мкм - 50%.

- При проведении пробных промывок отмечается снижение энергетических затрат, обусловленных уменьшением требуемой мощности насосов при том же

расходе промывочной среды в системе, на исследуемом промежутке расходов промывочной среды затрачиваемая мощность снижалась на 19,2%.

- Интенсивный вынос технологических загрязнений из судовых систем при помощи двухфазного потока осуществляет более качественную очистку внутренних поверхностей трубопроводов и оборудования, сокращает по длительности в 2-3 раза.

- Применение пульсирующего двухфазного потока для очистки гидравлических систем полностью исключает в процессе промывки появление опасных кавитационных воздействий.

Заключение.

На основании выполненного анализа существующих методик промывки трубопроводов, разработана схема исследований, направленная на повыщение эффективности промывки судовых систем и оборудования, проведен комплекс теоретических и экспериментальных исследований, получены следующие научные результаты.

1. Разработаны математические модели движения частиц загрязнений в однофазном и двухфазном потоке моющей жидкости с учетом влияния толщины ламинарного вязкого подслоя.

2. Разработан и экспериментально обоснован способ создания двухфазного пульсирующего газожидкостного потока. Примененное для этого устройство, снижает потери напора моющей жидкости в трубопроводной системе в среднем в 1,5 раза, с увеличением амплитуды пульсаций в моющей среде по сравнению с исходной в среднем на 10-20 дБ.

3. На основании экспериментальных исследований предложена простая инженерная методика процесса промывки судовых систем, позволяющая снизить энергозатраты и уменьшить время промывки.

4. Осуществлено внедрение основных положений и рекомендаций диссертационной работы по промывке пульсирующим двухфазным потоком в практику судостроения и судоремонта (Приложение).

Предложенные разработки могут быть применены в области транспортирования двухфазных потоков (например, системы транспортировки нефти и газа).

Основные публикации по теме диссертации. В изданиях перечня ВАК:

1. В.А. Стенин. Механизм переноса частиц технологических загрязнений потоком промывочной жидкости/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева. // - М.: Технология машиностроения, 2011, №3. - с. 39-40.

2. В.А. Стенин. Оптимизация технологии промывки гидравлических систем/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева. // - М.: Технология машиностроения, 2010, №4. - с. 43-44.

В прочих изданиях:

3. В.А. Стенин. Снижение шума гидродинамической кавитации в трубопроводной системе/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева// - Научное обозрение. М.: «Наука», 2009, №1. - с. 22.

4. В.А. Стенин. Исследование кавитационного шума в водовоздушном эжекторе/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева// - Информационные технологии в науке, проектировании и производстве: Материалы XXVI ВНТК. - Нижний Новгород, 2009 - с. 20.

5. Е.Г. Лебедева. Моделирование процесса промывки трубопроводов определением степени турбулентности потока и пульсационной составляющей скорости/ Е.ГЛебедева// - Математическое и компьютерное моделировани естественнонаучных и социальных проблем: III Международная НТК молоды: специалистов, аспирантов и студентов. - Пенза, 2009 - с. 112-114.

6. В.А. Стенин. Энергетический анализ устойчивости пузырькового течени двухфазной среды в трубопроводе/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева// Академический журнал Западной Сибири. Тюмень: «М - Центр», 2011, №2. - с 73-74.

7. В.А. Стенин. К вопросу о снижении шумности судовых конденсаторов/ В.А Стенин, Е.Г. Лебедева// - Академический журнал Западной Сибири. Тюмень «М - Центр», 2008, №6. - с. 51.

8. A.C. Агафапудов. Организация и исследование пульсирующего двухфазной потока / А.С.Агафапудов, В.А.Никитин, Е.ГЛебедева, В.А.Стенин // - XXXVI Ломоносовские чтения в Северодвинске. Сборник докладов. - Северодвинск Архангельское региональное объединение союза машиностроителей России филиал «Севмашвтуз» СПбГМТУ, Северодвинское объединени Ломоносовского фонда, ГРЦАС, 2009, с. 297-299.

9. В.А. Стенин. Моделирование движения закрученной частицы загрязненш при промывке судовых трубопроводов/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева // - XXXI) Ломоносовские чтения в Северодвинске. Сборник докладов. - Северодвинск Архангельское региональное объединение союза машиностроителей России филиал «Севмашвтуз» СПбГМТУ, Северодвинское объединени Ломоносовского фонда, ГРЦАС, - 2011, с. 27-31.

Подписано в печать 24.04.12 Сдано в производство 24.04.12 Формат 60x84 1/16 Усл.-печ. л. 1,2. Уч.-изд. л. 1,1. _Тираж 100 экз._Заказ № 64._

Санкт-Петербургский государственный университет водных коммуникаций 198035, Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7

Отпечатано в типографии ФБОУ ВПО СПГУВК 198035, Санкт-Петербург, Межевой канал, 2

Введение.

1. Глава 1. Анализ технологий промывки гидравлических систем

1.1 .Современное состояние вопроса.

1.2.Критический анализ.

1.3.Постановка цели и задачи.

2. Глава 2. Разработка математических моделей процесса промывки судовых систем.

2.1. Гидростатическая модель.

2.2. Модель вязкого подслоя.

2.3. Гидродинамическая модель.

2.4. Флотационная модель.

2.5. Адгезионная модель.

Выводы по главе 2.

3. Глава 3. Математическое моделирование физических процессов промывки на основе использования программы COSMO SFlo Works.

3.1. Формирование твердотельной модели круглой трубы на основе использования программы SolidWorks.

3.2. Определение толщины ламинарного подслоя на стенке трубы при помощи математического моделирования процесса течения жидкости в трубе.

3.3. Определение величины пульсаций скорости в развитом турбулентном потоке.

3.4. Определение величины градиента давления в турбулентном потоке.

3.5. Поведение легких и тяжелых частиц в ядре турбулентного потока жидкости.

3.6. Поведение тяжелых частиц в закрученном турбулентном потоке жидкости.

Выводы по главе 3.

4. Глава 4. Организация и исследование двухфазного потока на основе физической модели. Разработка технологии промывки судовых систем пульсирующим двухфазным потоком и технико-экономическое обоснование.

4.1. Сравнение величины пульсации давления в потоке воды и двухфазном потоке.

4.2. Определение зависимости падения давления в двухфазном потоке и исследование кавитационных явлений от газосодержания.

4.3. Исследование пульсирующего двухфазного потока.

4.4. Определение зависимости интенсивности скачка давления от газосодержания.

4.5. Исследование кавитационного шума в водовоздушном эжекторе.

4.6. Определение величины потерь энергии при различном газосодержании, а также при изменении скорости потока в трубопроводе.

4.7. Экспериментальная апробация промывки двухфазным пульсирующим потоком.

4.8. Разработка технологии промывки судовых систем пульсирующим двухфазным потоком и технико

- экономическое обоснование.

Выводы по главе 4.

На сегодняшний момент существует проблема создания более совершенного судостроительного производства и строительства новых кораблей и судов. 6 сентября 2007 года была принята стратегия развития судостроительной отрасли [13], которая определяет основные направления, цели, задачи и сроки выполнения различных мероприятий направленных на обеспечение эффективного динамического развития данной отрасли. Одной из основных целей развития судостроения является широкомасштабная модернизация и техническое перевооружение предприятий отрасли, обновление научно-производственной базы, строительство новых перспективных кораблей и судов гражданского флота, развёртывание работ по освоению шельфа. В первый период стратегии развития отрасли особое внимание должно быть уделено созданию новых технологий в сфере военного кораблестроения и гражданского судостроения; разработке новых конкурентно - способных и рентабельных проектов.

Модернизация отечественного судостроительного производства включает в себя множество направлений, в том числе совершенствование технологии производства и исследования в области проектирования и изготовления СЭУ.

Повышение работоспособности и надежности механизмов, систем, оборудования, систем СЭУ напрямую связано с рабочими процессами, протекающими в них. Поэтому, существует проблема комплексного исследования и совершенствования рабочих процессов СЭУ и ее вспомогательных элементов. Безопасность и надежность эксплуатации, стабильность режимов работы энергетических комплексов зависит также от качественной технологии изготовления СЭУ, ее элементов и систем. За последние 50 лет требования к чистоте систем СЭУ и систем гидравлики постоянно ужесточались и повышались, что было обусловлено переходом к новым более теплонапряженным парогенерирующим системам и повышением требований к контролю за параметрами среды, созданию более чувствительной контрольно - измерительной аппаратуры, функционированию, конструкции, безопасности и надежности СЭУ. Известно, что даже небольшое присутствие примесей технологического или эксплуатационного происхождения, отклоняет рабочие параметры процессов от расчетных, ухудшает процесс теплосъёма в ТОА, а также способствует раннему износу и выходу из строя ответственных механизмов, арматуры, нарушает режимы управления СЭУ [15]. Небольшое количество примесей различного происхождения в рабочих жидкостях систем является причиной ускоренной коррозии материала трубопроводов. В [22] описано влияние состава воды на скорость коррозионного процесса.

Загрязняющие вещества, в том числе и технологического происхождения (волокна ветоши, жировые отложения, окалина, металлические частицы и др.) засоряют дроссельные отверстия и фильтрующие каналы систем гидравлики. Приводят к преждевременному изнашиванию трущихся поверхностей подвижных деталей механизмов. Наличие в системах судовой гидравлики частиц свыше 16 мкм является опасным. Таким образом, обеспечение чистоты внутренних полостей различных гидроагрегатов, судовых систем и систем СЭУ, оборудования СЭУ остается на настоящий момент актуальной технологической задачей. Решение данной задачи связано с проблемой надежности, экономичности, безопасности функционирования СЭУ. В [51] одним из важных и приоритетных направлений развития современных судостроительных технологий, признана промывка судовых систем и их элементов.

Причины, вызывающие технологические загрязнения внутренних полостей судовых механизмов, аппаратов, арматуры и трубопроводов очень разнообразны. В основном они обусловлены неудовлетворительными условиями производства и недостатками технологических процессов. К ним относится несовершенство средств и способов обеспечения и контроля чистоты внутренних полостей.

Все судовые системы разделяются на три группы очистки и 17 классов чистоты (ГОСТ 17216-2001) с различной степенью ответственности, например, системы судовой гидравлики, ВВД, топливная система, кислородопроводы - I группа очистки с самыми жесткими требованиями [16]. Группа очистки: II - без дополнительной обработки и контроля, III - к чистоте этих систем не предъявляется особо высоких требований (системы забортной воды).

Загрязнения могут попадать внутрь механизмов и трубопроводов на всех этапах производства - изготовление деталей, сборке узлов и монтаж. Для каждого этапа характерен свой специфический вид загрязнений. Причем, самыми опасными и самыми трудноудаляемыми являются монтажные загрязнения. Единственным способом борьбы с монтажными загрязнениями на сегодняшнее время является промывка. Гидродинамическая промывка, проводимая по завершении сборочно-монтажных работ, служит не только для окончательной очистки, но и для контроля за чистотой. Все системы I группы очистки должны подвергаться гидродинамической промывке.

Практика обеспечения чистоты судовых систем показывает, что процесс их производственной промывки является недостаточно эффективным, длительным по времени и не обеспечивает требуемой чистоты. Поэтому, одним из направлений повышения эффективности обеспечения чистоты судовых систем, является разработка и исследование методов повышения эффективности промывки судовых систем и их элементов.

Интенсификация воздействия промывочной среды, использование технологических приемов ускорения процесса промывки позволяют повысить надежность промывки и сократить время промывочных работ. Существуют различные способы интенсификации процесса промывки: вибрация и кантование промываемых изделий, смена направления движения потока, пульсация давления и расхода промывочной среды, аэрирование потока. Некоторые методы интенсификации процесса промывки почти не применяются, так как производство не имеет соответствующего оборудования, созданного для осуществления данных процессов. К таким малораспространенным относится двухфазная промывка сплошным потоком «жидкость-воздух» (аэрирование) [1].

Актуальность темы. Анализ практических данных о результатах широко распространенных типах гидродинамической промывки показывает, что требуемая чистота судовых систем не обеспечивается, а время промывки значительно увеличивает цикл производственных работ. Поэтому требуется создание и разработка метода интенсификации промывки судовых систем, ускоряющих производственный процесс и повышающий качество и чистоту внутренних полостей судовых систем и их элементов.

Эффективность процесса промывки достигается при развитии определенных скоростей и организации условий, влияющих на вымываемость частиц, и зависит также от свойства промывочной жидкости.

Существующие способы промывки, принятые в ряде отраслей народного хозяйства РФ, не всегда могут найти применение в судостроении, так как судовые трубопроводы характеризуются значительной протяженностью, разветвленностью, сложными неоднородными по проходимости сечениями внутренних полостей трубопроводов и оборудования.

Например, после монтажа системы на судне невозможно использовать метод ультразвуковой промывки, вызывающей нарушение прочности соединений трубопроводов. Кавитационный способ промывки может применяться только для коротких трубопроводов, полостей гидроагрегатов [11]. Кроме того, кавитационный режим промывки опасен при нерасчетных режимах возникновением зон, так как вызывает эрозионное разрушение материала деталей. Пульсирующая промывка с изменением по времени расхода и давления также затруднена в виду большой протяженности и разветвленности судовых трубопроводов. Изменение направления движения потока жидкости в судостроительном производстве трудно реализуемо, так как требует существенных затрат времени и создания дополнительного оборудования.

В данной работе предлагается использовать в качестве метода интенсификации промывки, создание двухфазного промывочного потока. При промывке двухфазным потоком может использоваться воздух, который вводится для увеличения турбулизации потока, разрушения пристеночного ламинарного слоя, застойных зон. Кроме того, при данном способе промывки используется также явление флотации, заключающееся в хорошей прилипаемости жировых загрязнений к газовым пузырькам. Данный способ промывки исследован относительно мало и упоминается в литературе крайне редко.

Поэтому в настоящей работе выполнено исследование возможности применения двухфазных потоков для промывки протяженных судовых систем и разработана технология промывки судовых трубопроводов двухфазным потоком.

В процессе выполнения исследований были поставлены и решены следующие задачи: осуществлен анализ различных способов интенсификации промывки трубопроводов;

- разработана схема исследований, направленных на повышение эффективности промывки судовых систем и оборудования;

- разработан способ создания двухфазного потока; проведено экспериментальное исследование гидродинамики двухфазного потока в трубопроводах; осуществлено экспериментальное исследование акустики двухфазного потока в трубопроводах;

- разработана математическая модель двухфазного потока;

- проведена пробная промывка двухфазным потоком трубопроводов;

- осуществлено внедрение рекомендаций по промывке и основных результатов диссертационной работы в практику судостроения и судоремонта.

Методы исследования. В работе использованы экспериментальные и теоретические методы исследования. При выполнении работы: применены основные положения гидродинамики двухфазных потоков;

- исследованы различные модели двухфазных потоков;

- применены основные положения акустики двухфазных потоков;

- применена и исследована теория промывки судовых систем;

- учтены основные положения требований чистоты к судовым системам;

- использованы методы планирования эксперимента и теории математического моделирования.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель движения частиц загрязнений, в поступательном и в закрученном однофазном потоке моющей жидкости с учетом влияния толщины гидродинамического пограничного слоя.

2. Разработана математическая модель движения частиц загрязнений в двухфазном моющем потоке жидкости.

3. Разработан и экспериментально обоснован способ создания двухфазного пульсирующего потока жидкости. Устройство, реализующее способ, снижает потери напора моющей жидкости в трубопроводной системе в среднем в 1,5 раза, при этом амплитуда пульсаций в моющей среде возрастает по сравнению с исходной в среднем на 10-20 дБ.

4. На основании экспериментальных исследований предложена простая инженерная методика процесса промывки судовых систем, позволяющая снизить энергозатраты и уменьшить время промывки.

Результаты диссертационной работы. Практическая ценность работы заключается в том, что результаты выполненных теоретических, экспериментальных и натурных исследований позволили создать методику промывки судовых трубопроводов двухфазной средой для обеспечения чистоты внутренних полостей судовых систем и их элементов.

Результатами работы является:

- создание теоретически обоснованной методики промывки судовых систем; проведены испытательные промывки в лаборатории Севмашвтуза;

- обоснованы физические принципы интенсификации промывки;

- разработана математическая модель промывки трубопроводных систем.

Достоверность полученных результатов подтверждается: корректным использованием проверенного математического аппарата;

- результатами экспериментальных исследований;

- исследованиями в области гидродинамики двухфазных потоков других авторов;

- фактическими результатами пробной двухфазной промывкой трубопроводных систем.

Основные результаты работы доложены на региональных научно-технических конференциях "Ломоносовские чтения" (Северодвинск, 2008 - 2010г.).

По теме диссертационной работы опубликовано 9 работ: 7 научно-технических статьи. В изданиях, рекомендованных ВАК опубликованы 2 работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, и списка литературы. Работа содержит 155 машинописных страницы, включая 68 рисунков, 11 таблиц и 13 страниц списка литературы из 138 наименований.

Выводы по главе 4.

При проведении опытов получили подтверждение теоретическим выводам, сделанным во второй главе:

1. Устойчивость двухфазной среды поддерживается при помощи специального устройства - струйного аппарата или сопла, возбуждающего собственные частоты колебаний в двухфазной среде в районе 100 Гц, благодаря чему в потоке возникает устойчивая эмульсионная структура (п.п.4.3-4.5), рис. 4.9. В главе 2 (таблица 2.2.) были теоретически определены частоты собственных колебаний воздушных пузырьков в районе 100Гц, чему соответствуют радиусы воздушных пузырьков около 1мм, что подтверждено опытами (рис. 4.9, п. 4.5.)

2. Возрастает амплитуда пульсаций давления в двухфазном потоке по сравнению с однофазным в среднем на 10-20 дБ (п.4.5). Отмечено, что с увеличением количества воздуха в системе происходит увеличение пульсационной амплитуды.

3. Количество вымытых частиц загрязнений при двухфазной промывке значительно больше по сравнению со стандартным способом (п.4.7-4.8), что подтверждает отличные адгезионные свойства двухфазного пузырькового потока с организацией воздушных пузырьков в потоке радиусом около 1мм (Глава 2, п.2.5.3)

4. Наблюдается уменьшение потерь энергии при движении потока примерно на 20% (п.4.8).

5. Развитие крупномасштабной кавитации в потоке не наблюдалось (хотя отмечается повышение температуры в зависимости от газосодержания), что подтвердило теоретические исследования, проведенные во 2 главе.

Заключение.

На основании выполненного анализа существующих методов и средств технологического оснащения, используемых в различных отраслях народного хозяйства, проведенного комплекса теоретических и экспериментальных исследований, автором получены следующие научные результаты:

1. Осуществлен анализ различных способов интенсификации промывки трубопроводов разработана схема исследований, направленных на повышение эффективности промывки судовых систем и оборудования.

2. Разработана математическая модель движения частиц загрязнений, в поступательном и в закрученном однофазном потоке моющей жидкости с учетом влияния толщины гидродинамического пограничного слоя.

3. Разработана математическая модель движения частиц загрязнений в двухфазном моющем потоке жидкости.

4. Разработан и экспериментально обоснован способ создания двухфазного пульсирующего газожидкостного потока. Устройство, реализующее способ, снижает потери напора моющей жидкости в трубопроводной системе в среднем в 1,5 раз, при этом амплитуда пульсаций в моющей среде возрастает по сравнению с исходной в среднем на 10-20 дБ.

5. На основании экспериментальных исследований предложена простая инженерная методика процесса промывки судовых систем, позволяющая снизить энергозатраты и уменьшить время промывки.

6. Разработана схема промывочного стенда с возможностью создания устойчивого эмульсионного двухфазного потока в системах.

7. Разработана технология проведения промывки двухфазным пульсирующим потоком и предложено соответствующее средство технологического оснащения, реализующее данный способ.

8. Проведена пробная промывка системы двухфазным потоком.

9. Определена технико-экономическая эффективность промывки двухфазной средой по сравнению с традиционным способом промывки. При этом потери энергии сокращаются примерно на 20%, а качество промывки за аналогичный период времени значительно повышается (табл.4.7).

10. Осуществлено внедрение основных положений и рекомендаций диссертационной работы по промывке пульсирующим двухфазным потоком в практику судостроения и судоремонта (Приложения).

1. Соловьев Б.С., Константинов Е.А. Предпусковые очистки и промывки оборудования ЯЭУ.- М.: Энергоатомиздат, 1984 -160с.

2. Фисенко В.В. Критические двухфазные потоки. М.: Атомиздат. 1978 - 160с.

3. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. 4 1.- М.: «Наука» 1987 464с.

4. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения. М.: Мир, 1972 -440с.

5. Накоряков В.Е., Покусаев Б.Г., Шрейбер И.Р. Волновая динамика газо- и парожидкостных сред. М.: «Энергоатомиздат», 1990 -248с.: ил.

6. Губайдулин Д.А. Динамика двухфазных парогазокапельных сред. Казань, Издательство Казанского математического общества, 1998 - 153с.

7. Кутателадзе С.С., Накоряков В.Е. Тепломассообмен и волны в газожидкостных системах.- Новосибирск: «Наука», 1984 301с.

8. Колесниченко A.B., Мааров М.Я. Турбулентность многокомпонентных сред. М.: МАИК «Наука», 1999 - 336с.: ил.

9. Козлов Б.К. Режимы и формы движения воздуховодяной смеси в вертикальной трубе. Журн. Техн. Физики, т.XXIV, вып.12,1954.-с.11-12

10. Дж. Делайе, М. Гио, М. Ритмюллер. Теплообмен и гидродинамика в атомной и тепловой энергетике. М.: Энергоатомиздат. 1984 - 418с.

11. Сапожников В.М. Монтаж и испытание гидравлических систем летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1979 -256с.

12. Клюкин И.И. Клещёв A.A. Судовая акустика. Л.: Судостроение, 1981. - 144с.

13. Стратегия развития судостроительной промышленности на период до 2020г и в дальнейшем. Приказ Минпромэнерго России от 6 сентября 2007 года № 354.

14. Ситенков В.Т. Теория и расчет двухфазных систем. -Нижневартовск, 2006 204с.

15. Соловьев Б.В. Очистка судовых систем от технологических загрязнений. Л.: Судостроение, 1977 - 75с.

16. ОСТ 5.9527 -71. Трубы и изделия общего назначения судовых систем. Очистка и консервация (до монтажа). Типовые технологические процессы.

17. Чисхолм Д. Двухфазные течения в трубопроводах и теплообменниках.- М.: Недра, 1986.-204с.

18. Шумилов С.М., Ромашов H.H. Некоторые вопросы обеспечения чистоты судовых систем гидравлики. // Технология судостроения. 1973, №4, С.45-49.

19. Смолдырев А.Е. Трубопроводный транспорт. М.: Недра 1980.

20. Тимиркеев Р.К., Сапожников В.М. Промышленная чистота и тонкая фильтрация рабочих жидкостей летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1986 - 152с.

21. Захаров Б.Н., Шмелев A.B. Наблюдение за постройкой, испытания и приемка судов: Справочник. Л.: Судостроение, 1991. - 512с.

22. Шаманов H.П., Пейч H.H., Дядик А.Н. Судовые ядерные паропроизводящие установки: Учебник JL: Судостроение, 1990. - 368с.

23. Санчугов В.И., Абрамов A.A., Иванов Ю.И., Мещеряков С.С. Гидродинамическая очистка внутренней поверхности трубопроводов систем гидравлики // Технология судостроения и машиностроения. 1992. №5 С. 23-25.

24. Гавриленко С.И., Дубровин В.В., Грибков В.Н., Павловский Ю.И. Использование газожидкостных потоков для очистки судовых трубопроводов. // Технология судостроения и машиностроения. 1995. №10 С. 23-25.

25. Айн Е.М., Грибков В.Н., Гуськов А.Ю., Неумоин С.А., Павловский Ю.И. Середухин А.И. Интенсификация промывки разветвленных трубопроводов. // Технология судостроения -1990. №1 С. 44-47.

26. Айн Е.М., Калмыков А.Д., Носов Ю.А., Хмарук В.М., Шубин Г.П. Интенсивная промывка систем гидравлики. // Технология судостроения 1988. №5 С. 86-87.

27. Кудрин В.К., Радионычев В.Н., Викульцев B.C. Стенд для промывки систем гидравлики с самоочищающимся фильтром. // Судостроение 1990. №7 С. 36-37.

28. Александрова Г.Н., Губарев О.Л., Духовской В.Г., Сметанников Б.П., Соловьев Б.В. Очистка поверхностей и внутренних полостей судового оборудования и трубопроводов. Л.: ЦНИИ «РУМБ» - 1975 - 48с.

29. Александрова Г.Н., Губарев О.Л., Духовской В.Г., Сметанников Б.П., Соловьев Б.В. Обеспечение производственной чистоты оборудования и систем судовых силовых установок в процессе их изготовления, сборки и монтажа Л.: ЦНИИ «РУМБ» - 1975 - 44с.

30. ГОСТ 31246-2004. Чистота промышленная. Метод очистки гидромеханический газовых и жидкостных систем машин и механизмов от загрязнителей.

31. ГОСТ 31303-2006. Чистота промышленная. Метод очистки гидродинамический газовых и жидкостных систем машин и механизмов от загрязнителей.

32. ГОСТ Р 51752-2001. Чистота промышленная. Обеспечение и контроль при разработке, производстве и эксплуатации продукции.

33. ГОСТ 24869-98. Промышленная чистота. Общие определения.

34. ГОСТ ИСО/ТС 16431-2007. Промышленная чистота. Оценка чистоты собранных гидросистем.

35. ГОСТ 28028-89. Промышленная чистота. Гидропривод. Общие требования и нормы.

36. ГОСТ ИСО/ТО 10949-2007. Чистота промышленная. Руководство по обеспечению и контролю чистоты компонентов гидропривода от изготовления до установки.

37. Белянин П.Н., Данилов В.М. Промышленная чистота машин. М.: Машиностроение, 1982. - 224с.

38. ГОСТ 17216 2001. Чистота промышленная. Классы чистоты жидкостей.

39. ГОСТ Р 50555 93. Чистота промышленная. Классы чистоты газов.

40. ГОСТ Р 51610 2000. Чистота промышленная. Установление норм промышленной чистоты при разработке, производстве и эксплуатации продукции.

41. Белов Б.С., Соловьев Б.В. Кантование как технический прием ускорения гидродинамических промывок // Технология судостроения 1975. №3 С. 50-52.

42. Богданов А.Е. Методика оценки обеспечения промышленной чистоты оборудования и систем в процессе послемонтажной промывки. // Вопросы проектирования судовых систем. Л.: ЛКИ. - 1983.- С. 35-43.

43. Александров А.Т., Иванов И.А. Выбор средств очистки судовой энергетической установки. // Судостроение 1981. №5. С. 24-26.

44. Александров А.Т. Выбор средств очистки для судовых топливных, масляных и гидравлических систем. // Судостроение 198215-18. №5. С. 15-18.

45. Шумилов С.М., Стенд для промывки трубопроводов судовых систем гидравлики. // Технология судостроения. -1975, №2, С.28-32.

46. Арбузов Г.Г., Меркушев Ю.Ф., Ивашура А.И. Опыт промывки на участке труб системы гидравлики ПБУ «Каспий» // Технология судостроения. 1975, №2, С.33-34.

47. ГОСТ Р 52237 2004. Чистота промышленная. Методы очистки смазочно-охлаждающих жидкостей от механических примесей.

48. Мильруд С.Р., Соловьев Б.В. Производственно -технологическая чистота судовых машиностроительных изделий. // Технология судостроения. 1972, №7, С.87-89.

49. Греков А.П., Соловьев Б.В. Критерии оценки доступности осмотру внутренних полостей механического оборудования. // Технология судостроения. 1973, №4, С.79-83.

50. Шумилов С.М. Промывка трубопроводов судовых систем гидравлики. // Технология судостроения. 1975, №3, С.46-49.

51. Герасимов Н.И., Жуков А.К. Концептуальные направления технологии сборки и монтажа перспективных атомныхэнергетических установок при постройке плавучих атомных теплоэлектростанций. // Судостроения. 2009, №3, С.43-47.

52. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1970 - 904с.

53. Войткунский Я.И., Фаддеев Ю.И., Федяевский К.К. Гидромеханика. JI. Судостроение, 1982. - 456с.

54. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. Киев «Наукова думка», 1975 -704с.

55. Яблонский B.C. Краткий курс технической гидромеханики. М. «Государственное издательство физико-математической литературы», 1961 - 356с.

56. Благов Э.Е. Критическое течение пузырьковой двухфазной смеси однокомпонентной жидкости в сужающих устройствах. // Наука и конструирование. 2006, №4, С. 55-59.

57. Михайлов В.Г., Петров П.В. Математическая модель сепарации газа в рабочей камере роторного газосепаратора. // Уфа. Вестник УГАТУ. Машиностроение. Гидравлические машины. Гидропневмоагрегаты. 2008, Т.10, №1, С. 21-29.

58. Вильнер Я.М., Ковалев Я.Т., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам.-Минск «Вышейшая школа», 1976г. 416с.

59. Пушкарев В.В., Южанинов А.Г., Мэн С.К. Очистка маслосодержащих сточных вод. М: «Металлургия», 1980г. -200с.

60. Пономарев. В.Г., Иоакимис Э.Г., Монгайт И.Л. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. М.: Химия, 1985. - 256с.

61. Когановский A.M., Клименко H.A., Левченко Т.М., и др. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. М.: Химия, 1983.- 288с.

62. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: «Химия», 1977. - 464с.

63. Роев Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов. М.: «Недра», 1987. 224с.

64. Григоренко В.А. Очистка сточных вод от нефтепродуктов. ЦНИИ «Румб», 1990. 71с.

65. Чугаев Р. Р. Гидравлика. Л.: Энергия, 1970. - 552 с.

66. Свиридов А.Н. Выбор метода и расчет режима очистки труб. // Авиационная промышленность. 1988, №7, С. 33-35.

67. Зимон А.Д. Что такое адгезия? М.: «Наука», 1983. 176с.

68. Кинлок Э.Адгезия и адгезивы: Наука и технология: Пер. с англ. М.: Мир, 1991. - 484с.

69. Губарев О.Л., Духовской В.Г., Печенкин М.В., Самесова A.B., Соловьев Б.В. Гидравлическое удаление твердых частиц из водоводов и аппаратов сложной конфигурации. Л.: «Энергия», 1974. - 35с.

70. ГОСТ 17433-80 (CT СЭВ1704-79). Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности.

71. Кочетков Е.В., Пепеляев В.Ф. Разработка основ серийного технологического процесса для дезактивации деталей из бериллия без образования жидких радиоактивных отходов. // Научная сессия МИФИ 2005. 4.2, С.44-45.

72. Иголкин С.И. Критический анализ опытов по измерению углов смачивания и сил поверхностного натяжения. // Прикладная физика. 2007. №4, С. 43-51.

73. Давиденко А.Н., Игнатов A.A. Теоретические предпосылки взаимодействия газожидкостных смесей с продуктамиразрушения при очистке скважин. // Науковий в1сник НГУ. -2009, №10, С. 79-80.

74. Зимон А.Д. Мир частиц. Коллоидная химия для всех. М.: «Наука», 1988. 192с.

75. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1988. - 464с.

76. Шлихтинг Г. теория пограничного слоя., перев. с нем., -М.: «Наука», 1969. 742с.

77. Некрасов Б.Б. Гидравлика и ее применение на летательных аппаратах. М.: Машиностроение, 1967. - 367с.

78. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. Учебник для вузов. М.: КолосС, 2004 - 656с.

79. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1992. - 672с.

80. Краснов Н.Ф., Кошевой В.Н., Данилов А.Н. и др; под ред. Н.Ф. Краснова. Аэродинамика отрывных течений. М.: Высшая школа, 1985. - 351с.

81. Зимон А.Д. Адгезия твердых тел. М.: «Наука», 1973. -280с.

82. Физические величины. Справочник / Бабичев А.П. Бабушкина H.A. и др.; Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. М.: «Энергоатомиздат», 1991. - 1232с.

83. Компьютерное моделирование в современной практике. / Алямовский A.A., Собачкин A.A., Одинцов Е.В., Харитонович А.И., Пономарев Н.Б. СПб. БХВ-Петербург, 2005. - 800с.

84. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. 4 2.- М.: «Наука» 1987 360с.

85. Турчак JI.H. Основы численных методов: Учебное пособие.- М.: «Наука» 1987 320с.

86. Гегузин Я. Е. Пузыри. М. «Наука», 1985. - 176с.

87. Рождественский В.В. Кавитация. Л. «Судостроение», 1977. - 247с.

88. Пирсол И. Кавитация. Перевод с английского. М.: «Мир», 1975 - 92с.

89. Биркгоф Г., Сарантонелло Э. Струи, следы и каверны. Перевод с английского. М.: «Мир» , 1964. 466с.

90. Алиев Р.А., Белоусов А.Г., Немудров А.Г. и др. Трубопроводный транспорт нефти и газа. М.: «Недра» , 1988. -368с.

91. Гупало Ю.П., Полянин А.Д., Рязанцев Ю.С. Массотеплообмен реагирующих частиц с потоком. М.- «Наука», 1985-ЗЗбс.

92. Лабунцов Д.А., Ягов В.В. Механика двухфазных систем: Учебное пособие для вузов. М. Издательство МЭИ, 2000 -374с.

93. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М. -Государственное издательство физико-математической литературы, 1959 700с.

94. Кафаров. В.В. Основы массопередачи. М. высшая школа, 1979 - 439с.

95. Венгерский Э.В., Морозов В.А., Усов Г.Л. Гидродинамика двухфазных потоков в системах питания энергетических установок. М. Машиностроение, 1982 - 128с.

96. Дж. В. Стретт (лорд Рэлей). Теория звука. Том 2. М. -Государственное издательство технико теоретической литературы, 1955 - 476с.

97. Гликман Б.Ф. Нестационарные процессы в пневмогидравлических цепях. М. Машиностроение, 1979 -256с.

98. Магнус К. Колебания: Введение в исследование колебательных систем. Пер. с нем. М. Мир, 1982 304с.

99. Перник А.Д. Проблемы кавитации. JI. Судостроение, 1966 439с.

100. Войткунский Я.И. Сопротивление воды движению судов. JL: Судостроение, 1964 412с.

101. Алипченков В.М., Зайчик Л.И. Статистические методы движения частиц в турбулентной жидкости. М.: Физматлит, 2007 - 309с.

102. Каминер A.A., Яхно О.М. Гидромеханика в инженерной практике. Киев: Техшка - 1987 - 175с.

103. Годунов С.К., Забродин Ф.В., Иванов М.Я., Крайко А. Н., Прокопов Г.П. Численное решение многомерных задач газовой динамики. Главная редакция физико математической литературы издательства. - М.: Наука, - 1976.

104. Лаврентьев М.А., Шабат Б.В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. М.: Наука, 1973 - 416с.

105. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М. Наука, 1959 - 700с.

106. Чугаев P.P. Гидравлика. Л.: Энергоиздат, 1982 - 672с.

107. Слезкин H.A. Динамика вязкой несжимаемой жидкости. -М. государственное издательство технико-теоретической литературы, 1955 520с.

108. Вараксин А.Ю. Турбулентные течения газа с твердыми частицами. М. Физматлит, 2003 - 184.

109. Фисенко В.В. Сжимаемость теплоносителя и эффективность работы контуров циркуляции ЯЭУ. М.: Энергоатомиздат, 1987 - 200с.

110. Балдин A.A., Бошняк Л.Л., Соловский В.М. Ротаметры. -Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1983 200с.

111. Кремлевский П.П. Измерение расхода многофазных потоков. Д.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1982 - 214с.

112. Расчет и проектирование устройств гидравлической струйной техники / В.П. Бочаров, В.Б. Струтинский, В.Н. Бадах, П.П. Таможний. К.: Техшка, 1987. - 127с.

113. Бирюков Б.В., Данилов М.А., Кивилис С.С. Точные измерения расхода жидкостей. Справочное пособие. М.: «Машиностроение», 1977 - 144с.

114. Соколов Е.Я. Струйные аппараты.- М.: Энергия, 1970.-288с.

115. Двигатели внутреннего сгорания. Кн.1 /В.Н.Луканин и др.-М.:Высшая школа,2005. 479с.

116. Агафонов В.А. Судовые конденсационные установки. Л.: Судостроение, 1963. - 490с.

117. Кухлинг X. Справочник по физике.- М.:Мир, 1982.- 520с.

118. Савин И.Ф. Основы гидравлики и гидропривод. М.: Высшая школа, 1978. - 222с.

119. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика.- М.: Энергоатомиздат, 1983.- 416с.

120. Е.М. Айн. Получение газожидкостных смесей на лабораторных стендах/ Е.М. Айн, С.Н. Долгобородова.//

121. Погодаев Л.И., Шевченко П.А. Гидроабразивный износ и кавитационный износ судового оборудования. Л.: Судостроение,1984.- 264с.

122. Шаманов Н.П., Дядик А.Н., Лабинский А.Ю. Двухфазные струйные аппараты. Л.: Судостроение, 1989. - 240с.

123. Морозов М.Я., Маркитантов В.И., Милованцев П.М. Ремонт судовых гидравлических приводов и систем. М.: Транспорт, 1981. - 189с.

124. Петроченко А.Ф., Промыслов Л.А. Система обеспечения качества судовых механизмов. Л.: Судостроение, 1977 - 224с.

125. Мусинский H.A. Устройство и монтаж судовых машин, механизмов и трубопроводов. Л.: Судостроение, 1976 - 296с.

126. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. М.: Машиностроение, 1972. - 320 с.

127. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник. 2-е изд., перераб. -М.: Машиностроение, 1982. 423 с.

128. В.А. Стенин. Совершенствование технологии промывки гидравлических систем/ В.А. Стенин, В.Г. Дрондель // М.: Технология машиностроения. 2008, №3, с 43-44.

129. В.А. Стенин. Механизм переноса частиц технологических загрязнений потоком промывочной жидкости/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева. // М.: Технология машиностроения, 2011, №3. - с. 39-40.

130. В. А. Стенин. Оптимизация технологии промывки гидравлических систем/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева. // М.: Технология машиностроения, 2010, №4. - с. 43-44.

131. В.А. Стенин. Снижение шума гидродинамической кавитации в трубопроводной системе/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева// Научное обозрение. М.: «Наука», 2009, №1. - с. 22.

132. В.А. Стенин. Исследование кавитационного шума в водовоздушном эжекторе/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева// -Информационные технологии в науке, проектировании и производстве: Материалы XXVI ВНТК. Нижний Новгород, 2009 - с. 20.

133. В.А. Стенин. Энергетический анализ устойчивости пузырькового течения двухфазной среды в трубопроводе/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева// Академический журнал Западной Сибири. Тюмень: «М - Центр», 2011, №2. - с. 73-74.

134. В.А. Стенин. К вопросу о снижении шумности судовых конденсаторов/ В.А. Стенин, Е.Г. Лебедева, А.И. Лычаков // -Академический журнал Западной Сибири. Тюмень: «М -Центр», 2008, №6. с. 51.

135. A.C. Агафапудов. Организация и исследование пульсирующего двухфазного потока / А.С. Агафапудов, В.А.Никитин, Е.Г.Лебедева, В.А.Стенин // XXXVII Ломоносовские чтения в Северодвинске. Сборник докладов.

136. Северодвинск: Архангельское региональное объединение союза машиностроителей России, филиал «Севмашвтуз» СПбГМТУ, Северодвинское объединение Ломоносовского фонда, ГРЦАС, 2009, с. 297-299.