автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Научные основы современных технологий распыливания воды в системах вентиляции и кондиционирования воздуха

На правах рукописи

804609545

Сафиуллин Ринат Габдуллович

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РАСПЫЛИВАНИЯ ВОДЫ В СИСТЕМАХ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Специальность 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция,

кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

з о СЕН 2010

Москва

-2010

004609545

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Посохин Владимир Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Прохоров Виталий Иванович

доктор технических наук, профессор Полосин Иван Иванович

доктор технических наук, профессор Бодров Валерий Иосифович

Ведущее предприятие: ОАО «Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений - ЦНИИПромзданий»

Защита состоится « ^» № 2010 г. в ^ на заседании диссертационного совета Д 212.138.10 при ГОУ ВПО Московском государственном строительном университете по адресу: Москва, Ярославское шоссе, 26, МГСУ, ауд. № 505г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан » 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Орлов В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Актуальными задачами для отечественных предприятий, занимающихся выпуском и внедрением климатических систем, являются совершенствование существующей и разработка принципиально новой высокоэффективной техники для обработки воздуха, работа которой базируется на более полной реализации теоретических подходов, использованных при ее проектировании. Решение этих задач позволит создать конкурентоспособную продукцию на мировом рынке по себестоимости и качеству, отличающуюся высокой эффективностью и низким энергопотреблением.

Эффективность современных распылительных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования, таких как градирни, камеры орошения, скрубберы и др. не достаточно высока. В первую очередь это связано с традиционным использованием в них гидравлических и пневматических форсунок, распыл которых крайне полидисперсен и неравномерен по сечению аппарата, что является следствием используемого механизма каплеобразования - спонтанного распада струй и пленок жидкости под действием нерегулярных возмущений. Полидисперсность распыла воды приводит к существенному отклонению реальных процессов обработки воздуха от теоретически возможных, так как капли разного размера при тепломассобмене ведут себя по-разному: крупные капли на всем протяжении контакта с воздухом только нагреваются, мелкие капли интенсивно испаряются в объеме аппарата.

Практика использования распылительных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования воздуха показывает, что их эффективность не может быть повышена без перехода на новые, современные монодисперсные технологии распыливания воды с регулируемым качеством распыла, позволяющие добиться полной управляемости процессами тепловлажностной обработки воздуха.

Анализ проблемы показывает, что в системах вентиляции и кондиционирования будет эффективным использовать распылители с качественно иным, чем у форсунок, механизмом каплеобразования, при котором капли формируются на множестве одноразмерных каплеобразующих элементов в регулярном режиме. Например, статические перфорированные распылители, которые позволяют получать крупные одноразмерные капли диаметром 2+4 мм для проведения процессов испарительного охлаждения воздуха. Для тонкого распыления при увлажнении воздуха могут использоваться вращающиеся распылители — диски с зубчатой периферией, перфорированные или пористые оболочки с практически монодисперсным распылением воды на капли диаметром менее 1 мм.

С точки зрения простоты конструкции, высокого качества распыла, дешевизны и низках энергозатрат на распыливание наиболее предпочтительным для систем вентиляции и кондиционирования воздуха является применение пористых вращающихся распылителей (ПВР) на основе фильтрующей керамики, пористого стекла, металлокерамики или абразива. Изотропность

структуры и однородность зернового состава пористого тела определяет практически монодисперсное каплеобразование при работе ПВР.

Регулирование тонкости распыла у ПВР достигается изменением скорости их вращения. Одноразмерные капли диаметром 500-И ООО мкм образуются в струйном режиме при скоростях вращения до 2 м/с. С увеличением скорости до 6-8 м/с капли в распыле уменьшаются в размере до 100+200 мкм. При достижении скоростей вращения свыше 12-20 м/с наблюдается практически монодисперсное распыление воды - режим каплеобразования непосредственно на зернах внешней поверхности пористого тела распылителя. В этом режиме ПВР создают равномерный однородный факел распыла, в котором преобладают капли диаметром менее 50 мкм.

Применение технологии распыливания воды на основе ПВР и других распылителей с регулируемым качеством распыла открывает широкие возможности для создания высокоэффективных, малогабаритных, простых по конструкции, надежных в работе и удобных в ремонте тепломассообменных аппаратов. Однако распылители с каплеобразующими элементами в системах вентиляции и кондиционирования практически не используются. В первую очередь это связано с неясностью вопроса о механизме каплеобразования, о влиянии характеристик структуры материала, геометрии каплеобразующих элементов, расхода и скорости вращения на размеры образующихся капель, то есть - с отсутствием физико-математической модели монодисперсного каплеобразования в целом. Важность разработки научных основ такой модели для конструирования энергоэффективных контактных аппаратов на основе распылителей с каплеобразующими элементами определяет актуальность настоящей работы.

Остается малоизученным механизм образования капель-спутников, наличие которых в распыле ухудшает степень его дисперсности. Известные расчетные зависимости для размеров капель в распыле носят экспериментальный характер, имеют значительную погрешность и не позволяют правильно конструировать и применять распылители подобного класса в системах обработки воздуха.

Цель работы и задачи исследования. Цель заключается в разработке теоретических основ монодисперсных технологий распыливания воды, необходимых для квалифицированного проектирования и расчета воздушных и распылительных трактов современных высокоэффективных тепломассообменных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

В соответствии с поставленной целью решались основные задачи исследования:

• определить оптимальные размеры капель, необходимых для эффективного проведения процессов тепловлажностной обработки воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха;

• изучить закономерности процесса каплеобразования на каплеобразующих элементах разной геометрии в поле силы тяжести; определить физический механизм отрыва капель и зависимость их размеров от формы капле-

образующих элементов и расхода жидкости; определить границу перехода от капельного истечения к струеобразованию;

• разработать математическую модель монодисперсного каплеобразо-вания на каплеобразующих элементах ПВР с учетом свойств структуры материала распылителя и динамики процесса в поле центробежной силы;

• экспериментально определить граничные значения параметров работы ПВР, при которых реализуется монодисперсный распыл;

• разработать методику инженерного расчета ПВР и рекомендации по проектированию аппаратов для систем вентиляции и кондиционирования воздуха на основе монодисперсных технологий распыливания воды;

• разработать математическую модель для определения полей скорости течения и очертаний отрывных зон на входе воздуха в раструбные участки распылительных аппаратов;

• определить параметры вихревых зон на входах в распылительные аппараты с раструбами различной геометрии;

• провести практическую апробацию результатов исследования.

Научная новизна:

• впервые разработана математическая модель монодисперсного кап-леобразования, позволяющая определять размеры капель в зависимости от геометрических, структурных и режимных параметров пористых распылителей и устройств с каплеобразующими элементами;

• впервые исследованы закономерности монодисперсного каплеобра-зования при формировании капель на статических каплеобразующих элементах и при распиливании воды пористыми вращающимися распылителями (ПВР); установлены критерии, характеризующие динамику каплеобразования и определяющие размеры капель в распыле ПВР; определены критические значения критериев, в пределах которых достигается режим монодисперсного распыления;

• впервые разработана научно обоснованная и экспериментально проверенная методика расчета устройств с монодисперсным распыливанием воды для систем обработки вентиляционного воздуха, а также методика расчета распылительных систем доувлажнения воздуха непосредственно в помещении с учетом времени полного испарения капель;

• впервые разработана математическая модель для расчета течений и формы вихревых зон вблизи всасывающих отверстий в виде раструбов, используемых в аппаратах систем вентиляции и кондиционирования воздуха;

• впервые определены основные характерные параметры вихревых зон на входах в раструбы с различной геометрией, разработаны рекомендации по профилированию входных участков распылительных аппаратов с целью снижения их энергоемкости и уменьшения шума, создаваемого ими;

• разработаны энергоэффективные конструкции аппаратов для обработки вентиляционного воздуха на основе монодисперсной технологии распыливания воды.

На защиту выносятся:

• выявленные закономерности формирования и отрыва капель от кап-леобразующих элементов цилиндрической, конической и сферической форм поверхности; границы перехода от каплеобразования к струйному истечению в поле силы тяжести;

• полученные экспериментально и численным расчетом зависимости отрывных объемов капель от геометрии каплеобразующих элементов, расхода и свойств жидкости в поле силы тяжести;

• разработанная динамическая модель процесса каплеобразования на зернах ПВР в поле центробежной силы, позволяющая выполнить расчет объемов образующихся капель в зависимости от свойств жидкости, структурных, геометрических и режимных характеристик вращающегося распылителя;

• полученные значения критериев, определяющих динамику каплеобразования на зернах ПВР, а также результаты расчета отрывных объемов капель, образующихся в монодисперсном режиме работы ПВР;

• полученная зависимость для среднего диаметра капель от скорости вращения и размера зерен ПВР в режиме монодисперсного распыления;

• результаты экспериментальных исследований по определению дисперсных характеристик образцов ПВР для тонкого распыления на основе абразивных микропорошков и пористых волокнистых оболочек;

• конструкции распылителей с нитями для регулируемого монодисперсного распыливания загрязненных и вязких жидкостей; конструкции ПВР для работы с загрязненными жидкостями;

• инженерный метод расчета параметров ПВР для промышленных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования воздуха;

• математическая модель для расчета течений и формы вихревых зон вблизи всасывающих отверстий аппаратов с раструбами;

• результаты расчета характерных размеров вихревых зон в зависимости от длины раструба и угла его раскрытия;

• конструкции распылительных аппаратов на основе ПВР для тепло-влажностной обработки вентиляционного воздуха;

Достоверность результатов работы. Математические модели разрабатывались на основе классических методов механики сплошных сред. Представленные в диссертации результаты теоретических исследований подтверждаются результатами экспериментальных исследований автора. Экспериментальные данные получены с использованием апробированных методов и методик измерений, и не противоречат известным результатам.

Практическая значимость результатов работы определяется решением в рамках диссертации крупной проблемы - научное обоснование способов снижения энергоемкости тепломассообменных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования воздуха, а также разработка эффективных распылителей для проведения широкого ряда технологических процессов, требующих

создания высокоразвитой поверхности взаимодействия фаз при равномерно распределенном в пространстве и монодисперсном по составу факеле распыла.

Практическую ценность имеют:

• программа по расчету объемов капель, образующихся в режиме монодисперсного распыления при каплеобразовании в центробежном поле;

• методика расчета характеристик вращающихся распылителей с требуемым качеством распыла для -эффективных аппаратов тепловлажностной обработки воздуха;

• способ определения поверхностного натяжения жидкостей, полученный на основе изучения закономерностей каплеобразования на конических элементах в поле силы тяжести.

• конструкции механических распылителей с гибкими нитями, обладающие регулируемым качеством распыла в широком диапазоне производительности для распылительных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования воздуха;

• конструкции распылителей для работы с жидкостями, загрязненными механическими примесями;

• конструкции увлажнителей воздуха бытового и промышленного назначения на основе вращающихся распылителей с тонким монодисперсным распылением воды.

Результаты исследований закономерностей монодисперсного каплеобразования и отдельные конструкции энергоэффективных аппаратов для обработки воздуха внедрены в системах вентиляции и кондиционирования на действующих предприятиях МУП ПО «Казэнерго» г. Казань, ООО «Елабуж-ское предприятие тепловых сетей» г. Елабуга, ОАО «Зеленодольское ПТС» г. Зеленодольск Республики Татарстан, ЗАОр (НП) «Поволжский фанерно-мебельный комбинат». Экономический эффект по каждой проведенной модернизации составляет более 100 тыс. рублей в год и подтвержден актами внедрения.

Рекомендации по расчету вращающихся монодисперсных распылителей с каплеобразующими элементами, а также по конструированию распылительных аппаратов на основе ПВР использованы институтом ГУЛ «Татинве-стгражданпроект» при разработке проектов систем для поддержания оптимальных параметров микроклимата в помещениях общественных зданий.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и публиковались в сборниках трудов на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях, посвященных теоретическим основам теплогазоснабжения и промышленной вентиляции, качеству внутреннего воздуха и окружающей среды, проходивших в городах России (Казань 1997, 2009, 2010 гг.; Волгоград 2002, 2003, 2004, 2006, 2010 гг.; Ижевск 2002, 2003 гг.; Москва 2000, 2005, 2009 гг.), а также за рубежом (Швейцария, Цюрих, 2003 г.).

Личное участие. Все основные результаты работы получены лично автором. Использованные материалы других исследователей помечены ссылками на литературный источник.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 38 научных работ, в том числе монография и 14 статей в журналах по списку ВАК. Получено 3 патента на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 295 страницах и состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Список использованной литературы включает 227 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Иллюстрационный материал содержит 43 рисунка, 8 таблиц в тексте.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проведения исследований по теме диссертационной работы, сформулирована цель и дана общая характеристика работы.

В первой главе представлен аналитический обзор работ, посвященных основным закономерностям тепломассообмена между каплями жидкости (воды) и газом (воздухом), а также вопросам испарения капель воды в воздушном потоке. Цель обзора - выявление необходимых размеров капель для различных процессов обработки воздуха, включая доувлажнение воздуха в помещениях, а также очистку отходящих дымовых и агрессивных газов.

Показано, что для осушки с охлаждением воздуха белее предпочтительны капли диаметром 500+1000 мкм, для его увлажнения — 15+30 мкм, для очистки дымовых газов от мелкодисперсных аэрозолей — 50+100 мкм. При этом состав капель в объеме аппаратов должен быть максимально однородным по размерам (монодисперсным) и равномерным по сечению контактной зоны. Данные о предпочтительных диаметрах капель и о фактической дисперсности распылов определяют современный инженерный подход при выборе типа распыливающего устройства и конструкции контактных аппаратов для эффективного проведения указанных процессов.

Приводится анализ лотгературных и патентных источников, касающийся перспектив использования в системах вентиляции и кондиционирования воздуха известных конструкций распылителей (вибрационных, акустических и ультразвуковых устройств, вращающихся дисков и перфорированных распылителей), способных создавать объемный равномерный факел распыла монодисперсной структуры. Анализ выполнен на основе рассмотрения особенностей механизма каплеобразования и затрат энергии на осуществление способа распиливания.

Наиболее перспективным (с точки зрения тонкости и монодисперсности распыла, большой производительности и минимальных энергозатрат) является способ распиливания статическими и вращающимися распылителями, у

которых формирование капель осуществляется на множестве каплеобразую-щих элементов, объединенных в развитую распыливающую поверхность. Такой способ реализуется, в частности, пористыми вращающимися распылителями (ПВР) в режиме, именуемом «каплеобразование на зерне».

Наступление режима каплеобразования на зерне ПВР определяется строгим соотношением между расходом жидкости и скоростью вращения распылителя, геометрией зерен и пор, а также структурными и геометрическими характеристиками материала пористой оболочки. При этом распределение капель по размерам в факеле распыла соответствует распределению по размерам зерен на распыливающей поверхности ПВР. Стабильное формирование капель на одноразмерных зернах поверхности ПВР и определяет практически монодисперсный состав капель в факеле в капельном режиме работы распылителя.

Анализ работ по исследованию закономерностей каплеобразования на зернах ПВР показал, что известные расчетные зависимости не позволяют однозначно характеризовать дисперсность распыла во взаимосвязи с указанными выше параметрами. Это объясняется малоизученностью механизма отрыва капель с зерен ПВР, отсутствием физически и математически обоснованной модели процесса.

Эффективным способом исследования монодисперсного режима и прогнозирования диспергирующей способности ПВР является создание математической модели каплеобразования с последующим широкомасштабным вычислительным экспериментом. Известен целый ряд работ, использующих современные методы численного моделирования задач со свободными межфазными границами для исследования закономерностей капле- и струеобра-зования из отверстий или микросопел. Однако работы по моделированию каплеобразования на смачиваемых твердых элементах на сегодняшний день отсутствуют.

Также отмечается, что конструкции распылительных аппаратов на основе ПВР должны соответствовать современным требованиям по энергоэффективности. Если потребление энергии на водяном тракте определяется, в конечном счете, конструктивным исполнением распылителя и характеристиками факела распыла, то для воздушного тракта аппарата важно его аэродинамическое совершенство. В частности заметная доля потерь давления имеет место на входе в аппарат, который часто оформляется в виде раструба. При всасывании воздуха во входных участках, там, где твердые границы обуславливают физически невозможную кривизну линий тока, формируются зоны вихреобразований (отрывные зоны). Чем больше размеры отрывных зон, тем больше потери давления в воздушном тракте распылительного аппарата. Профилирование входных участков по очертаниям свободных линий тока, ограничивающим отрывные зоны, позволит исключить местные потери давления, уменьшить энергоемкость аппарата и уровень шума, создаваемого им.

На основе выполненного анализа, в заключении, формулируются задачи исследований.

Во второй главе изложены результаты численного моделирования кап-леобразования на твердых смачиваемых элементах в поле силы тяжести, выполненные с использованием пакетов СББ программ для анализа течений жидкости. Исследование такой модели позволяет выявить закономерности формирования и отрыва капель при работе статических каплеобразующих устройств.

Постановка задачи: капля жидкости формируется на вертикальных кап-леобразователях в виде сферы, конуса и цилиндра (моделях зерен ПВР) в поле силы тяжести. Подпитка жидкостью осуществляется через кольцевой канал а между каллеобразователем и насадкой с ножевыми кромками (рис.1, а). Рассматривается область течения несжимаемой вязкой жидкости, смачивающей поверхность каплеобразующего элемента (рис. 1, б). При малых изменениях температуры физические свойства системы «воздух-жидкость-твердый элемент» приняты постоянными, кроме поверхностного натяжения жидкости, которое линейно зависит от температуры. Вектор ускорения силы тяжести направлен вниз по оси г.

а)

Щ

>

б)

Капля/

Рис. 1 Геометрические параметры рассмотренных каплеобразующих элементов (а); схема расчетной области течения жидкости (б)

Математическая модель исследуемого процесса каплеобразования в цилиндрических координатах (г, г) строится на системе уравнений сохранения: - уравнение неразрывности

ди с?у и

-+—+- = 0 , дг & г

- уравнения движения Навье - Стокса

ЯЭГ дг дг) дг \ дг дг г

(ду Эу ЭУ р\ —л-и— + V— 1с/ дг дг

дг [ дг дг г 1

(1)

(2) (3)

где г/, v - радиальная и осевая компоненты поля скорости U; t— время; р - давление; g — ускорение силы тяжести; т„, tn, т- - компоненты тензора напряжений х:

„ Ъи (&v ди) „ dv ...

~ Иг' T'-r-=4F+aJ» (4)

Для замыкания краевой задачи уравнения (1)-^(4) должны быть дополнены соответствующими начальными и граничными условиями, а также кинематическими и динамическими условиями на границе раздела фаз «жидкость - воздух». Требуемые условия сформулированы в следующем виде.

В начальный момент времени жидкость неподвижна, положение ее нижней границы в питающем канале соответствует уровню CD. Температура и давление р постоянны во всей области течения.

На поверхностях насадка ВС и каплеобразующего элемента AHG имеем условие прилипания и непроницаемости

m = V = 0. (5)

На оси симметрии GF (при г = 0)

« = 0, J = 0. (6)

or

На верхней границе кольцевого канала АВ принимаем условие постоянства скорости подпитки v0

у = v0 = const. (7)

На нижней границе расчетной области FE предусматривается отсутствие изменений течения в осевом направлении

(8)

& &

На границе расчетной области CDE отсутствуют изменения в радиальном направлении

^ = ^ = (9)

дг дг v

Для отслеживания свободной поверхности используется специальная процедура, известная как метод объема жидкости - VOF метод. Суть его заключается в том, что для областей вблизи межфазной границы «жидкость -воздух» в уравнения движения вводится функция F, характеризующая долю содержания в ней жидкости. Так F = 1 в области, полностью заполненной жидкостью, и F = 0 в области, заполненной воздухом. Если ячейка содержит межфазовую границу, то для F определяется промежуточное значение 0 < F < 1 способом линейной аппроксимации значений в соседних ячейках области. Поле функции F меняется при движении аналогично полю скорости жидкости, так что справедливо уравнение переноса:

dF dF 8F . ,im

— + и—+v— = 0. (10)

dt дг 8z '

Уравнение (10) выражает кинематическое условие на границе раздела фаз «жидкость — воздух».

Динамическое условие на свободной поверхности, отражающее силовое взаимодействие фаз, определяется скачком физических свойств и действием силы поверхностного натяжения Ра. Выражение для Ра в рамках УОБ метода имеет вид

Р<т=окп У^, (11)

где V означает операцию градиента; п - единичный вектор нормали к свободной поверхности, направленный внутрь жидкости; к- кривизна свободной поверхности, выражаемая через главные радиусы кривизны К\ и Т?2 в виде

+ (12)

В цилиндрической системе координат главные радиусы кривизны в любой точке свободной поверхности капли определяются соотношениями

(13)

-Г

3/2

Г

с1гг *

Уравнение неразрывности (1) справедливо для всей расчетной области, а также на межфазовой границе. Динамическое условие (11) для поверхности раздела включается в уравнения Навье-Стокса:

(ди ди йЛ др (дт„ дт„ г„Л , дР ,,„4

\81 дг дг) дг { дг дг г) . дг .

Уравнения (1)^(15) формулируют краевую задачу о течении жидкости на смачиваемом элементе с образованием капель в поле силы тяжести.

На рис. 2 представлены результаты расчетов отрывных объемов капель воды

V отр ( И отр —

Кир/с3. с = %/%£)> отделяющихся от сфер с безразмерным радиусом л= 0.989;1.465;2.619 (Л =Л/с) и конусов с углом /3=15°; 30° и 45°, а также цилиндров радиусом 1= 0.916;1.282;1.648 и 2.197 при различных

____5

значениях расхода жидкости 2(2 = 2М ¿ = ^-)1/4). Там же приведены

Р 8

данные физических экспериментов, полученные на опытной установке по формированию и улавливанию капель воды в иммерсионной среде.

На рис.3 приведено сравнение смоделированного процесса с натурными экспериментами по каплеобразованию на сферических, конических и цилиндрических насадках. Качественная картина, полученная при численном моделировании, практически полностью совпадает с приведенной на фото-

снимках, включая последовательность образования за основной каплей так называемых капель-спутников.

а) б) _ в)

Рис. 2 Зависимость отрывных объемов основных капель Уотр от расхода (2 при каплеобразовании на сферах (а), конусах (б) и цилиндрах (в)

Рис. 3 Фотоснимки и численные модели отрыва капель от сферы 016 мм и цилиндра 05 мм

Рис. 4 иллюстрирует типичные расчетные профили, наблюдаемые при каплеобразовании на «нити» - тонком цилиндре радиусом К. <0.5. Из рисунка видно, что капля формируется до предотрывного объема не на нити, а непосредственно на срезе насадка. В ходе отрыва «основная» капля свободно падает вниз, смачивая поверхность нити по всей ее длине. От распада перешейка на нити остаются капли-спутники, удерживаемые на ней силами поверхностного натяжения до тех пор, пока следующая «основная» капля не поглотит их при своем падении.

мм !|яВ S № <ЯН

50 ЩИ

40 -на

30 -Ц|

20 -jjj

Рис.4 Фотоснимок и компьютерная модель отрыва капли от насадка 06 мм с аксиальной нитью 00.4 мм (lnQ = -6.3).

Выявленные закономерности каплеобразования на нитях дали возможность предложить способ распыливания жидкостей без образования капель-спутников. Возможности этого способа рассмотрены в главе 6. Там же приводится описание экспресс-метода для определения поверхностного натяжения жидкостей, который разработан на основе наблюдений за формированием капель на конусах с углом раствора до р<15°.

Приведение уравнения (15) к безразмерному виду путем введения характерной длины г- а (см. рис. 1, а), скорости v = v0 и времени t = a!v0

- + pVÍC/)2 = -V»+—Vt—£- + - . dt Re Fr We

(16)

показывает, что процесс каплеобразования определяется тремя критериями -

2 2 Рейнольдса = Фруда и Вебера = характеризующими,

/и а

соответственно, относительный вклад в динамику движения сил вязкого трения, силы тяжести и силы поверхностного натяжения жидкости. Наибольшее влияние на процесс отрыва, а соответственно, и на размер капель, оказывает число Вебера (Же). Его критическое значение на границе между капельным истечением и струеообразованием в опытах составило Ж«^ «1.44. Можно

считать, что при )%кр < л/2 идет гарантированный режим каплеообразования при формировании капель на рассмотренных смачиваемых элементах в поле силы тяжести.

Третья глава посвящена разработке и математическому описанию динамической модели каплеобразования на гранулах ПВР в поле центробежной силы, учитывающей структурные характеристики материала ПВР, а также интенсивность течения жидкости через его распыливающую поверхность.

Идеализация схемы расположения гранул на поверхности ПВР подразумевала, что (рис. 5):

б)

Ввод жидкости

Пористый цилиндр

Рис. 5 Схема ПВР (а) и капли на зерне (б)

а) все гранулы являются осесимметричными телами одинакового радиуса г,, расположенными на цилиндрической поверхности радиуса 2\ так, что отношение площадей пустот (питающих пор) и площадей сечений гранул равно коэффициенту пористости материала ПВР;

б) реальное расположение пустот (пор) на поверхности ПВР заменено кольцами вокруг гранул.

Средняя скорость жидкости, питающей каплю через пору, была определена на основе законов линейной фильтрации:

1

рог

1

(17)

ния-

ц 2 /я(г,/г2)

Общий расход жидкости через ПВР длиной I в режиме каплеобразова-

<2о = 2п1г^ср •

Отмечено, что уравнение (17) выполняется при следующем соотношении параметров процесса фильтрации:

рЛ'.Р2Рзсо<1,

где величины Р1 =-

рог

1

и р,=-

(18)

характеризуют,

{\-рог)2Х " ' 2 /я(г,/г,)г, " 20ц2 соответственно, пористую структуру ПВР, геометрию распылителя и свойства жидкости. Коэффициент р учитывает характер взаимодействия зерен материала распылителя и жидкости (смачивание — несмачивание). Таким образом, уравнение (18) может служить основой для выбора параметров работы ПВР, при которых может быть достишут режим каплеобразования на зерне.

Затем формулируется краевая задача для потенциала скорости течения Ф в осесимметричном объеме капли О, ограниченном поверхностью зерна Д, поверхностью кольцевой питающей поры £0 и межфазовой поверхностью Г на границе "жидкость-газ"(рис. 5, б). Полагается, что в области О реализуется безвихревое течение идеальной жидкости, описываемое уравнением Лапласа

д2Ф 1дФ д2Ф . ,1ПЧ

—?—I—г—1*—г- = 0. (19)

дг2 г дг &2 4

При формулировании краевой задачи для Ф были введены следующие характерные величины: длина г, = г,; скорость V, =<20/г?; потенциал Ф. = боЛ*= ул; время г, = г„/у, = г,3/20; кривизна криволинейной поверхности к, = 1/г,; величина А, = V,2 и обозначены безразмерные переменные Ф = Ф/Ф,, ?=//?. и т.д. Для этих переменных полная система уравнений, определяющих математическую модель каплеобразования на грануле ПВР, записывается в следующем виде.

Уравнение (19) в безразмерных переменных сохраняет свой вид:

ДФ = 0. (20)

Граничные условия на неизменной части области С1 (рис. 5, б):

на поверхности £1 — = 0; (21)

дп

на поверхности Хо — -~гт-—п> (22)

дп п\г2-г2)

где п - внутренняя нормаль.

На свободной поверхности капли Г:

- кинематическое условие совместного движения частиц жидкой и газовой фаз на общей поверхности

7Г=#' (23)

дт 3/

где Лг— смещение Г1 по внешней нормали т;

- динамическое условие, отражающее силовое взаимодействие фаз и устанавливающее связь между потенциалом Фи капиллярным давлением р = 2к (уравнение Лагранжа-Коши)

+ 1 = (24)

„ Г>2 Г,2Ш2 1 „, Р„ _ _ —. ,

где ; =—, ¥е = - - критерии Вебера; А - произвольная функ-

Ф; VI о

ция безразмерного времени.

Одна из трудностей, встречающихся при решении задач со свободными границами — движение во времени неизвестной поверхности, условие для нахождения которой содержит частные производные по времени от характеристик, определяющих это решение. Такая трудность имеется и в задаче о кап-леобразовании в поле центробежной силы, дополненная еще нелинейностью в краевом условии на границе Г- формула (24).

Процедура определения положения поверхности Г и функции Ф в любой момент времени предлагается в следующем виде (черта над безразмерными величинами опущена).

Пусть для двух близких моментов времени t = 0 и t = х имеем области Qo и QT, а также известна функция <t>(r¿,0) в области По- Обозначим пересечение областей £2i=í2on£2t (рис. 6), и в этой подобласти рассмотрим функцию <P(r¿,t). За время t изменение функции можно представить приближенно (с точностью до малых второго порядка) как

ф(г, г, г) « Ф(г, z,0 )+t^r'z'°K oit2 )+...* Ф0 + /Ф,. (25)

â

Так как значения функции Фо в подобласти Qj известны, то для нахождения в ней значений Ф(г,г,/) достаточно определить функцию Ф\, являющуюся приращением Фа за время т. После этого необходимо установить значения функций Ф{г,z,t) на границе Гц области Qo, определить смещения N для границы Г0 и снести значения 0(r,z,t) по нормали m на новую границу rz области Qt. Снос может быть выполнен по формуле:

(26)

Воспользуемся приемом линеаризации (25) при малых т и распишем уравнение (24) для Ф(г^,1) в подобласти

Ф, + \ N>0 )2 + r(VO0V®, )- Е, ±(z, - zf + ЕгРо + Ег5р + А+SA = 0. (27)

где Ър - изменение давления, вызываемое изменением кривизны в точке деформируемой поверхности.

Выделим в уравнении (27) постоянные во времени слагаемые

Ф. = +£, i(z,-zf -Е2р„ -A(t0); (28)

они определены как в подобласти £2Ь так и во всей области Qo- Переходя в уравнении (28) к точкам границы Гй и, учитывая, что здесь перепад давлений равен капиллярному давлению ра =2к, имеем следующее динамическое условие для свободной границы:

Ф. = ~{V<t><¡)1+E1±(z¡-z)2-E12k-A*f¡, (29)

Тогда для функции Ф] можно сформулировать краевую задачу в области Qo:

По,/о

Рис. 6. К определению изменений границы Г капли

¿Ф, сН

ДФ,=0;

^ = 0 „а 2,; Зг

1

---I , 1 = соШ на Ха

* ('"о2-!)

Таким образом, определение функции Ф\, а вместе с ней и функции сводится к решению уравнения Лапласа со смешанными граничными условиями, когда на границах и £1 заданы значения нормальной производной, на свободной поверхности задано краевое условие третьего рода (29).

Переменные слагаемые в уравнении (27) характеризуют изменение во времени свободной границы Г от области Г20 до :

£2ф = -Л? Ф0УФ,-Й4,

(31)

где связь между изменением давления 5р с изменением кривизны 62к поверхности при ее смещении N может быть выражена модифицированной формулой В. Бляшке

(32)

Здесь Е} = -

1

1

Л. Р. Р.1 Еи1Уе

точки на межфазовой поверхности Г.

; Ей - критерий Эйлера; ^ - дуговая координата

Совместное решение уравнений (31) и (32) позволяет определить смещение N как функцию дуговой абсциссы 5 на недеформированной поверхности Го и определить координаты точек новой поверхности Д по следующим выражениям

Я = г + /3; 1 = г - р. (33)

Для контроля скорости передвижения ¿ИШ поверхности капли используется интегральное условие: отклонения кривой Г должны быть такими, чтобы увеличение объема области О за принятый промежуток времени т было равно втекающему через пору Хо объему жидкости:

(34)

где«й и dg- элементы поверхностей 2о н Г.

С использованием описанной методики определения последовательных изменений межфазовой границы капли во времени построен алгоритм численного решения задачи (20)^(34). На основе полученного алгоритма разработана программа <ФгорСа1с» для определения объемов отрывающихся ка-

пель в зависимости от геометрических, структурных и режимных параметров ПВР. Программа позволяет визуализовать на экране ЭВМ динамику роста и отрыва капель с поверхности зерен ПВР в капельном режиме распыления.

В заключение главы приводятся результаты численного расчета отрывных объемов капель V в зависимости от величины критериев Е] и Же, характеризующих, соответственно, относительный вклад в динамику каплеобразо-вания центробежной силы и силы поверхностного натяжения жидкости (рис. 7, а). На рис. 7, б показаны примеры рассчитанных профилей капель, формирующихся на конических зернах ПВР с различными углами при вершине.

б)

Точками обозначены издсстиыс экспериментальные данные для ПВР из абразива.

Рис. 7 Зависимость отрывных объемов капель V от критериев Е\ и !Уе (а)

и рассчитанные профили капель, формирующихся на конических зернах ПВР (б)

Расчеты показывают, что отрывные объемы капель увеличиваются с ростом <т и уменьшаются при возрастании скорости вращения распылителя т. Увеличение размеров гранул ПВР ¿3 и поверхностной пористости материала рог приводит к увеличению размеров капель. Отклонение рассчитанных отрывных объемов от экспериментальных значений, полученных в исследовав ниях разных авторов, не превышает ± 18%. Это свидетельствует о справедливости предлагаемой математической модели каплеобразования на зернах наружной поверхности ПВР.

Основной результат данного этапа работы - создан инструмент для расчета дисперсных характеристик ПВР, которые могут эффективно использоваться в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. Также получены данные о диапазоне изменения основных параметров работы распылителей, в частности, зависимость для определения требуемой скорости вращения для достижения монодисперсного режима каплеобразования.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментов по определению дисперсных характеристик распылов ПВР, выполненных из пористых материалов различной структуры и крупности зерна.

Исследование работы ПВР из крупнозернистого абразивного материала (с размером основной фракции зерен 250 и 400 мкм) в режиме «каплеобразо-вания на зерне» проводилось на экспериментальном стенде, позволявшем выполнять фотографирование капель в потоке с выдержкой ~1-10"6 секунды

Рис.8 Схема экспериментальной установки для исследования ПВР из крупнозернистого абразива: 1 - распылитель; 2 - электродвигатель; 3 - камера орошения; 4 - выпрямитель; 5 - тахометр; 6 - питающая емкость; 7 - компрессор; 8 — регуляторы расхода воды; 9 - ротаметры; 10 - манометр; 11 - приемная емкость; 12 - насос; 13 - фотоаппарат; 14 - коор-динатник; 15 - прорези для работы с фотоаппаратом; 16 — импульсная лампа - вспышка; 17 - отражатель; 18 - блок регулирования вспышки.

Анализ фракционного состава полученных распылов показал, что средние (по Заутеру) диаметры капель близки к значениям, определенным расчетным путем с использованием рассмотренной модели каплеобразования. Было подтверждено, что тонкость распыла зависит от размеров зерен ПВР и скорости его вращения. При окружных скоростях V > 20 м/с ПВР из электрокорунда зернистостью 25П и 40П (с размерами основной фракции зерен с?3=250 и 400 мкм, соответственно) позволяют получать объемный факел распыла с практически монодисперсными каплями диаметром 100-5-200 мкм.

Согласно результатам, полученным при численном моделировании каплеобразования на округлых зернах, ПВР на основе абразивных микропорошков зернистостью 4,=10+20 мкм способны формировать микрокапли размером менее 20+50 мкм. Именно таким средним размером капель характеризуются распыл у пневматических и гидравлических форсунок высокого давления,традиционно тгспользуемых в камерах орошения при увлажнении воздуха. Отсутствие данных о качестве распылов у ПВР из абразивов с малым номером зернистости, а также у распылителей из других пористых материалов, определило необходимость выполнения дополнительных экспериментальных исследований.

Экспериментальный стенд для исследования дисперсных характеристик ПВР для тонкого распыливания воды показан на рис. 9. Он включал в себя электропривод 1 с пятью фиксированными значениями оборотов вала. Распылитель 3 жестко устанавливался на подложку (рис. 9, б), крепился на валу двигателя 1 с помощью цанги 2.

а 6

■■п

К компьютеру

ивв

Отборное устройство

Диафрагма

Верхняя крышка

Направляющие пластины

Ч/

Стенки входного

отверстия

Рис. 9 Схема установки для исследования дисперсных характеристик ПВР тонкого распыления (а), конструкция подложки ПВР (б) и пробоотборного устройства (в)

Вода подавалась в распылитель 3 из питающей мерной емкости 4 объемом 100 мл. Расход воды в экспериментах изменялся от 0.5 до 2.8 л/ч. Регулирование расхода осуществлялось вентилем 5. Распыленная вода через приемный бункер 6 направлялась в сборную емкость 7.

Выборка требуемой совокупности капель для регистрации их дисперсного состава выполнялась с помощью отборного устройства 8 через окно 9. Время экспозиции потока капель через отборное окно устанавливалось с помощью ирисовой диафрагмы 10. Капли воды улавливались в кювету 11с иммерсионной средой, имеющей такую же плотность, как и вода. Здесь капли приобретали сферическую форму и фотографировались в проходящем свете с помощью веб-камеры 12 с разрешением 800x600, установленной на окуляре микроскопа 13 (БСМ-1). Изображение от камеры 12 в режиме реального вре-

мени передавалось напрямую через USB-вход компьютера, и далее - на экран монитора.

Эксперименты проводились с ПВР на основе серийно выпускаемых абразивных изделий типа ЧЦ (чаши цилиндрические) и ГШ (прямого профиля) из электрокорунда белого (А1203) марки 24А с размером основной фракции зерна 7+10 и 14-5-20 мкм, что соответствует марке зернистости М10 и М20, соответственно. Также исследовались характеристики распыла у образцов ПВР на основе пористой фильтрующей керамики (ПФК) и войлока, а также у комплексных конструкций, состоящих из нескольких слоев пористых материалов сеточной и волоконной структуры.

Дисперсные характеристики опытных образцов ПВР марки М10 наружным диаметром 19 и 16 мм показаны на рис.10 в виде гистограмм распределения капель в распыле. Из рисунка видно, что на небольших оборотах (до 15000 об/мин) факел распыла у ПВР-М10 имеет существенную полидисперсность, которая уменьшается с увеличением скорости вращения. Так, при окружной скорости v>26 м/с значительно возрастает число капель, имеющих средний диаметр 30+40 мкм (более 50%).

60

15000 об/мин —20000 об/мкн —А—25000 об/мин ЗОООО об/ыин -К-35000 об/мин

f ^—* w ____

50

45

г°40 л

S 35 1 30 $ 25 ¡20

I15

3 ю

° 5 О

-ч-15000 об/иин -а—20000 об/мин —й—25000 об/мин -к—ЗОООО О&МИН 35000 об/ыии

\\

Г , . . i . ^Г 'Hl*^ t*—

15

25 35 45 55 65 Диаметр капель, мкм

75 85 95

5 15

25 35 45 55 65 Диаметр капель, мкм

75 85 95

Рис. 10 Дисперсность образцов ПВР-МЮ: й- наружный диаметр D„ =19 мм; б - D„ =16 мм

Из рисунка 10 также видно, что распределение капель в распыле имеет два экстремума: малый пик, указывающий на размер капель-спутников, и большой пик, соответствующий диаметру основных капель. Если с увеличением скорости вращения размер основных капель уменьшается значительно (от 55+45 до 33+35 мкм), то диаметр спутников практически не изменяется и остается равным примерно 5 мкм. Аналогичная картина наблюдается в дисперсных характеристиках ПВР-М20, а также у образцов ПВР из ПФК и волокнистых материалов.

При окружной скорости у>30 м/с в дисперсности распыла проявляются существенные изменения. Крупные фракции пропадают, диапазон размеров капель сужается. При у=36.6 м/с более 50% капель имеют диаметр 20+40 мкм. Возрастает и доля мелких фракций - в распыле содержится до 30% капель размером менее 20 мкм. Можно утверждать, что при данной скорости вращения ПВР из микропорошков и волокнистых материалов достигает границы тонкого и практически монодисперсного режима распыливания.

Полученные в экспериментах данные позволяют рекомендовать вращающиеся распылители на основе абразивных микропорошков, ПФК и пористых конструкций с волокнисто-радиальной структурой распыливающей поверхности для использования в системах вентиляции и кондиционирования при проведении процессов увлажнения воздуха. Отдельные конструкции увлажнительных аппаратов бытового и промышленного назначения с ПВР для тонкого распыления воды приведены в главе б.

В пятой главе работы рассматривается важная задача - определение способов снижения энергоемкости распылительных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования.

Анализ проблемы показывает, что значительные потери энергии возникают при образовании отрывных зон на входе в аппараты, которые зачастую имеют вид раструбов. Наличие отрывных зон существенно снижает аэродинамические качества и ухудшает акустические характеристики аппаратов. Профилирование входов по очертаниям свободных линий тока позволит существенно снизить энергоемкость распылительных аппаратов и уменьшить шум, создаваемый ими.

Постановка задачи: рассчитываются очертания свободных линий тока, ограничивающих отрывные зоны на входе в плоский раструб с углом раскрытия 2р. Расход удаляемого воздуха — I, длина раструба - I, полуширина патрубка — В. Схема симметричной половины течения в физической плоскости г = х+1у приведена на рис. 11, а. В точке С поток срывается с острой кромки, образуя отрывную зону, ограниченную свободной линией тока СМ). Далее вт.£ снова происходит отрыв потока и формируется вторая вихревая зона, ограниченная свободной линией тока ЕЕ. При малой длине раструба обе отрывные зоны сливаются в одну - "короткий раструб".

Течение вне отрывных зон безвихревое. Следуя основным положениям теории течений идеальной жидкости со свободными поверхностями, принималось, что вдоль них модули скоростей постоянны: V, на СМО и на ЕЕ.

Поскольку очертания свободных линий тока неизвестны, то невозможно сформулировать краевую задачу для уравнения Лапласа в физической плоскости г. Устранить эту сложность можно путем введения специальных функций. Здесь используется модифицированная функция Жуковского

, 1 М .

% = 1п---— = и + ю>, (35)

у2 аг

М

где и = 1п—- со = -0; -срл-¡<// - комплексный потенциал течения; (р и у/ - соответственно, потенциал и функция тока; сШ/сЬ = ух -п> — сопряженная комплексная скорость; |у| и в— модуль и аргумент комплексной скорости.

Области течения в плоскостях Ж и х приведены на рис. 11, б и 11, е.

4 N : ' ■

\Г=У, 1

\ А V

оЧ У

р/ГЧй/ N А

-1=чг В(Ю

М

■(Х.) Ы

Е ' ^

Г

(УУ)

3):

Р Е

Р М С

Рис. 11 К расчету течения во входном патрубке с «длинным» раструбом. Соответствие областей при отображениях: а - течение в реальной плоскости; б - область течения в плоскости комплексного потенциала; в - область течения в плоскости переменной Жуковского; г - течение в параметрической верхней полуплоскости С,

Далее для решения задачи используется метод конформных отображений. Найти соответствие между областями IV и % затруднительно, поэтому в рассмотрение вводится параметрическая верхняя полуплоскость С, (рис. 11, г). Отображения областей Ж и % на верхнюю полуплоскость С, находятся с помощью формулы Кристоффеля-Шварца

сИГ Ь

-т^« (36)

ИЬ^-Г+ЛА+/(Я+Р), (37)

где К, п, т, е, Ь -неизвестные параметры отображения; (-переменная интегрирования. Из равенства (35) следует, что

(38)

~ = У2-ехр[-%(£,)].

Объединение уравнений (36) и (38) дает формулу отображения областей ги^ друг на друга

<к _ сЬ сПУ _ I ехр[-х{$] сК, пу2 '

Уравнения (38) и (39) в принципе дают решение поставленной задачи. Необходимо еще определить шесть параметров отображения % = х(£) и скорости V,, у2. Эти параметры определяются с помощью теории вычетов и заданной геометрии раструба. Не приводя подробных выводов, приведем соответствующие уравнения. Из теории вычетов следует:

р _ (п-Ь)(к-т)

Кк 7(А+1ХЙ-вХА--Л) '

к=

О - п)(/ - т) &

ьл = Л ^-п^-т) Л

V,- МХ'-О'

Из геометрии раструба вытекает: длина раструба I ~

координата точки Е —

координата точки Д-

полуширина трубы В —

2 О

т>2 о ' -1

"2 О

%-Х,С)

2УД Й

1 Р 1 <{Л

2 71 1-Й

В последнем выражении

зьОМ

, Р /(0-/(А), 1 /(0-/(1)"

*/(&) Г-й /(1) /-1

л; /(/)=

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

^-еХ'-^ХмГ

Уравнения (36)+(47) позволяют рассчитать поле скорости и очертания свободных линий тока. Так, для первой по ходу воздуха линии тока на границе отрывной зоны СМО имеем:

ехр[-2(?)] = -—ехр

чр.

к|/((>й сое р+вт К |

ь\пр

+ ;

соэуЯ-соз Г|/(/>Й

ътр

Подставляя последнее соотношение в уравнение (39) для отображения области С, на г имеем:

т+ит-0-м^Р)-

щ • е -1

Тогда параметрические уравнения для координат границы СМО\

Щ 1 <Г-1

На рис. 12 приведены очертания первой по ходу воздуха границы отрывной зоны СМИ, полученные для раструбов р = 0,2л, I =1/ В = 2,474 (рис. 12, а), ¡5 = 0,3л, 1 - 2,141 (рис. 12, б) и р = 0,4л, 1 = 1,235 (рис. 12, в).

0,5

0,5

з • (

0,5

0,5

X

0,5

а) б) в)

Рис. 12 Форма первой свободной линии тока при различных углах раскрытия раструба

Из рис. 12 видно, что размеры вихревой зоны весьма значительны. Как показывают расчеты, ее протяженность для всех значений р не намного меньше длины раструба I. Определены критические длины раструбов 1кр при разных значениях угла раскрытия р/л. Если /< 1кр, то мы имеем «короткий раструб» с одной отрывной зоной.

Приведенный анализ дает достаточно полное представление о кинематических характеристиках течений вблизи «коротких» и «длинных» раструбов с разными углами раскрытия. Полученные результаты могут быть использованы для разработки эффективных конструкций входных участков различных вентиляционных агрегатов, тепломассообменных камер и увлажнительных устройств.

Шестая глава посвящена вопросам практического использования результатов исследований. В основу разработанной методики инженерного расчета ПВР для промышленных аппаратов распылительного типа заложены теоретические модели каплеобразования, что позволяет расчетным путем устанавливать структурные и режимные параметры ПВР, гарантирующие получение заданного качества распыла. На примере определения требуемых характеристик центробежного скруббера с ПВР из абразивного материала, проектируемого для очистки промышленных газовых выбросов, показана технология использования методики расчета и ее точность.

Приведена методика расчета ПВР с тонким распылением воды, разработанная для систем доувлажнения воздуха в помещениях с тепло-влаго-выделениями. Представлен порядок построения на 1-с1 диаграмме процессов изменения состояния воздуха в помещении, даны зависимости для определения интенсивности увлажнения и времени достижения требуемого уровня влажности. Характеристики ПВР и место установки распылителя в помещении предлагается определять с учетом параметров траектории полета (рис.13) и длительности испарения капель (рис.14).

Методика расчета ПВР для системы доувлажнения была использована при реконструкции вентиляции в производственной типографии завода «Сантехприбор» г. Казани. Проведение мероприятий по нормализации влажности в производственных помещениях принесло ощутимый экономический эффект благодаря экономии бумаги и картона до 5-5-7 % и сокращения времени на приладку машин до 20%. Срок окупаемости внедренной системы доувлажнения составил б месяцев.

Программа расчета размеров капель, образующихся при распыливании жидкостей вращающимися распылителями с коническими каплеобра-зующими элементами, использована в проектном институте «Татинвест-гражданпроект» (г. Казань) при разработке раздела ОВ проекта «Пристрой и

реконструкция Бугульминского Государственного русского драматического театра». Применение методики позволило определить требуемые характеристики многодисковых распылителей с зубчатой периферией, используемых в секции увлажнения вентиляционно-увлажнительных установок ВВУ-10 и ВВУ-20 (ОАО «Энергомаш», г. Тверь). Такие установки предусмотрены проектом для кондиционирования зрительного зала театра.

Предложения по устройству распылительной системы доувлажнения воздуха в торговом зале-экспозиции «Садовый рай», обеспечивающей требуемые параметры микроклимата по техническому заданию на проектирование, использованы ГУЛ «Татинвестгражданпроект» в ходе разработки проекта отопления и вентиляции административно-торгового центра на Ильинском шоссе г. Красногорска Московской области.

Оценка экономической эффективности от внедрения отдельных разработок распылительных узлов деаэраторов и увлажнителей на основе ПВР проводилась в МУП ПО «Казэнерго» г. Казань, ООО «Елабужское предприятие тепловых сетей» г. Елабуга, в ОАО «Зеленодольское ПТС» г. Зе-ленодольск Республики Татарстан, а также в ЗАО «Поволжский фанеряо-мебельный комбинат». Подтвержденный актами экономический эффект, ожидаемый и полученный на данных предприятиях от внедрения результатов исследования, составляет 134, 550, 128 и 149 тыс. руб. в год, соответственно.

В отдельных параграфах главы приведено описание разработанного способа распыливания и конструкций механических распылителей, позволяющих нейтрализовать образование капель-спутников при работе в режиме монодиспергирования (рис. 15). В их основе лежит применение каплеобразова-телей в виде гибких упругих нитей, удерживающих на своей поверхности микрокапли при отрыве "основных" капель. Здесь же формулируются необходимые условия для осуществления способа, механизм процесса иллюстрируется фотографиями.

Рис. 15 Конструкция распылителя с гибкими нитями и режимы распыливания. а - режим «основных капель» (у<2 м/с); б - «струйный» (2<у<8 м/с); в - режим «тонкого распыливания» с концов нитей (у>8 м/с).

Также рассмотрены конструкции ПВР для работы с жидкостями, загрязненными механическими примесями (рис. 16). Основным элементом конструкций является вкладыш-ротор 1 с конической внутренней поверхностью, выполняющий роль центрифуги для выделения загрязнителя. Твердые частицы осаждаются под действием центробежной силы на внутренней поверхности вкладыша в виде кольцевого слоя осадка. Очищенная жидкость отводится через центральную щель 2 к внутренней поверхности пористого цилиндра

3 и распыляется, а осадок периодически удаляется из распылителя по конусу

4 через штуцер 5, отводящий частицы загрязнителя от внутренней поверхности пористого цилиндра распылителя. Такие конструкция ПВР рекомендуется для промышленных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования воздуха с частичной или полной рециркуляцией воды.

Эффективность очистки от твердых частиц в образце ПВР из абразивного материала М10 с вкладышем-центрифугой по рис 16, а была экспериментально подтверждена на опытной установке при различных расходах воды и скорости вращения распылителя.

В заключение главы приводятся перспективные конструкции распылительных аппаратов на основе ПВР для тепловлажностной обработки воздуха (рис. 17-И9). Входы в отдельные устройства выполнены в виде раструбов с гладкой внутренней поверхностью, спрофилированной по расчетным очертаниям отрывных зон.

Если в схеме аппарата по рис. 18 в качестве вентилятора использовать его модернизированный вариант с пористо-волоконным дисковым распылителем, показанный на рис. 19,а, то можно получить конструкцию с двумя ступенями обработки воздуха - непосредственно в цилиндрическом корпусе аппарата и в его вентиляторном агрегате. В первой ступени (без рециркуляции воды) можно осуществлять политропные процессы с охлаждением и осушением воздуха (а также процесс пылеулавливания), во второй - увлажнение до требуемых конечных параметров.

Ч__Г

Рис. 17. Схема аппарата с многоярусным ПВР

Рис. 18. Схема аппарата с инерционным каплеотделителем

Конструкция по рис. 19, а может использоваться в качестве самостоятельного увлажняющего аппарата, как в виде отдельного блока, так и в сети воздуховодов. При работе ПВР в виде широкого диска большого диаметра (более 350 мм) легко достигаются необходимые для «каплеобразова-ния на зерне» окружные скорости вращения (30+40 м/с) при доступных оборотах крыльчатки вентилятора в 2500-5-3000 об/мин. Это позволяет осуществлять тонкое распыление воды с образованием монодисперсных капель размером менее 15+20 мкм, быстро испаряющихся на небольшом по протяженности участке траектории после вентилятора.

Рис. 19. Схемы аппаратов для увлажнения воздуха на основе ПВР: а - модернизированный круглый канальный вентилятор с функцией увлажнения (1 - двигатель с внешним ротором; 2 - войлочный диск, закрепленный на стенке крыльчатки; 3 - трубопровод для подвода воды); б - приточная установка с секцией увлажнения воздуха.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Установлено, что применение современных монодисперсных технологий распиливания воды с помощью ПВР в распылительных аппаратах систем вентиляции и кондиционирования может существенно повысить интенсивность и эффективность проведения процессов тепловлажностной обработки воздуха.

2. Анализ современного состояния теории и практики использования ПВР показал, что сегодня отсутствуют обоснованные физические представления и построенные на них математические модели каплеобразования на зернах наружной поверхности ПВР. Это сказывается на точности методик расчета дисперсных характеристик пористых распылителей и сдерживает широкое применение ПВР в системах веитнляции и кондиционирования воздуха.

3. Экспериментально и численным расчетом исследованы закономерности каплеобразования на моделях зерен ПВР в виде цилиндров, конусов и сфер в поле силы тяжести, получены зависимости отрывных объемов капель от геометрии каплеобразующях элементов, расхода и свойств жидкости. Определены границы перехода от каплеобразования к струйному истечению.

4. Построена математическая модель динамики каплеобразования на зернах ПВР в поле центробежной силы, учитывающая структурные характеристики пористого материала, а также интенсивность течения жидкости через распылпвающую поверхность ПВР. Разработан алгоритм численной реализации модели.

5. Составлена программа для расчета изменения формы капель во времени с визуализацией этого процесса на экране ЭВМ. Рассчитаны отрывные объемы капель при различных структурных, геометрических и режимных параметрах работы ПВР.

6. Установлено, что динамика каплеобразования определяется соотношением двух ос-

_ ?з2<02 рг3Уф

новных критериев Ei = -2-:— и We =-—, характеризующих, соответственно, влия-

vj а

ние центробежной силы и силы поверхностного натяжения жидкости на размеры капель в распыле ПВР.

7. Экспериментально подтверждена адекватность динамической модели реальному кап-леобразованию на зернах ПВР в монодисперсном (капельном) режиме распыления.

8. На основе предложенной модели каплеобразования разработана методика инженерного расчета ПВР, позволяющая определять основные конструктивные и технологические параметры распылителя в зависимости от требуемого качества распыливания жидкости.

9. Предложен способ и ряд конструктивных вариантов ПВР, позволяющих нейтрализовать образование капель-спутников при работе в режиме монодисперсного распыления. В их основе лежит применение кагшеобразователей в виде гибких упругих нитей, удерживающих на своей поверхности микрокашш при отрыве «основных» капель. Разработаны конструкции ПВР с вкладышем-центрифугой для работы с загрязненными жидкостями. Устройства защищены патентами и авторскими свидетельствами.

10. Результаты исследований характеристик ПВР из абразивного материала и их отдельные конструкции внедрены на действующих предприятиях МУП ПО «Казэнерго» г. Казань, ООО «Елабужское предприятие тепловых сетей» г. Елабуга, ОАО «Зеленодольское ПТС» г. Зеленодольск Республики Татарстан, ЗАОр (НП) «Поволжский фа-нерно-мебельный комбинат». Промышленная реализация ПВР в аппарате для очистки аспирационного воздуха и устройствах для доувлажнения воздуха в помещениях общественных и производственных зданий обеспечила высокую эффективность проведения тепловлажностных процессов и показала точность разработанной методики расчета распылителей.

11. Сформулирована и решена задача по определению очертаний вихревых зон на входе во всасывающие отверстия распылительных аппаратов в виде раструба. Определены характерные параметры этих зон при различных длинах и углах раскрытия раструбов. Профилирование входов по очертаниям свободных линий тока позволит существенно снизить энергоемкость распылительных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования воздуха, а также уменьшит шум, создаваемый ими.

12. Разработан ряд энергоэффективных конструкций тепловлагообменных аппаратов на основе ПВР для систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Входы в аппараты имеют гладкую внутреннюю поверхность, спрофилированную по расчетным данным выполненных исследований.

13. Исследования и научные разработки, выполненные в рамках диссертационной работы, используются в учебном процессе при подготовке специалистов-строителей, при курсовом и дипломном проектировании систем вентиляции и кондиционирования общественных и промышленных зданий.

Условные обозначения

0. ß - угол, коэффициент; z, г - цилиндрические координаты; к/, fe ~ главные кривизны поверхности в произвольной точке; к - средняя кривизна; р, ц - плотность и динамическая вязкость жидкости; ъ, р - коэффициент поверхностного натяжения и давление жидкости; Q,v — объемный расход и скорость течения; g - ускорение силы тяжести; X - поверхность; Q. - область течения; са - угловая скорость вращения; % , рог - коэффициент проницаемости и пористость материала ПВР; V, А - операторы Гамильтона и Лапласа; (- время, температура; с - капиллярная постоянная.

Индексы

о - начальный; отр - отрывной; к - капля; з - зерно; ф - фильтрация; кр - критический; ср - средний.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации (шрифтом выделены публикации в изданиях, рекомендованных ВАК)

1. A.C. № 1745358 (СССР). Распылитель для загрязненных жидкостей. Р.Г.Сафиуллин, А.А.Колесник, А.Б.Сергеев, Н.А.Николаев. Опубл. в Б.И. №25,1992.

2. Сафиуялин Р.Г. К расчету профиля капли, отделяющейся от вертикального цилиндрического стержня // В Межвуз. сб.: Гидромеханика отопительно-вентиляционных устройств, КазИСИ, Казань, 1993,- С.24-30.

3. Сафиуллин Р.Г. Способ определения поверхностного натяжения жидкостей // В Межвуз. сб.: Гидромеханика отопительно-вентиляционных устройств, КазИСИ, Казань, 1993.- С.67-72.

4. Сафиуллин Р.Г., Посохин В.Н. Определение объемов капель, отрывающихся от смачиваемой сферы // В Межвуз. сб.: Исследование сетей, аппаратов и сооружений водоснабжения и канализации, КазИСИ, Казань, 1995. - С.24-30.

5. Патент № 2034266 (Россия). Способ определения поверхностного натяжения жидкостей. Р.Г.Сафиуллин, А.А.Колесник, В.Н.Посохин, H.A. Николаев. Опубл. в Б.И. №12, 1995.

6. Патент № 204243В (Россия). Механический распылитель. Р.Г. Сафиуллин, АЛ.Колесник, В.Н.Посохин, H.A. Николаев. Опубл. в Б.И. №24, 1995.

7. Субханкулов P.P., Маков Р.Н., Сафиуллин Р.Г. Влияние геометрии каллеобразующеш элемента, свойств и расхода жидкости на размер отрывающихся капель // В Межвуз.

сб.: Гидромеханика отопительно-вентиляционных устройств, КазИСИ, Казань, 1997.-С.86-90.

8. Сафиуллин Р.Г., Колесник A.A., Посохни В.П., Николаев H.A. Определение размеров капель, отделяющихся от смачиваемых поверхностей // Изв. вузов. Химия и химическая технол., 1998, Т.41, выи.З. - С.72-77.

9. Сафиуллин Р.Г., Посохин В.Н., Салимов Н.Б. О формировании капель на гранулах пористых вращающихся распылителей // В Межвуз. сб.: Гидромеханика отопительно-вентиляционных устройств, КазИСИ, Казань, 1999.- С.34-40.

10. Сафиуллин Р.Г., Посохни В.Н., Салимов Н.Б. Распылнваине жидкостей пористыми вращающимися распылителями // Изв. вузов. Строительство, 1999, №11. -С.130-133.

11. Посохин В.Н., Салимов Н.Б., Сафиуллин Р.Г. Математическая модель каплеобразова-ния на гранулах ПВР // Труды VII съезда АВОК 30 мая - 2 июня, Москва, 2000. - С.82-86.

12. Сафиуллин Р.Г., Салимов Н.Б., Посохин В.Н. Динамика свободной границы капли на зерне ПВР (статья) // Сб.тр. Гидромеханика отопительно-вентиляционных и газоочистных устройств, КГАСА, Казань, 2001.-е. 59-64.

13. Сафиуллин Р.Г., Посохни В.Н. О форме и размерах вихревых зон на входе в щелевые стоки - раструбы // В сб.: Качество внутреннего воздуха и окруж. среды: Материалы I Международной НТК 25-29 сентября 2002. - Волгоград: Изд. ВолгГАСА, 2002,- С.32-35.

14. Катков М.В., Посохин В.Н., Сафиуллин Р.Г. Подтекание к стокам при наличии ограждающих поверхностей // В сб.: Проблемы энерго - и ресурсосбережения: Материалы НТК ИжГТУ 26-27 июня 2002. - Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2003. - С.10-14.

15. Посохин В.Н., Салимов Н.Б., Сафиуллин Р.Г. Течение вблизи плоского стока - раструба // В сб.: Проблемы энерго- и ресурсосбережения: Материалы НТК ИжГТУ 26-27 июня 2002. - Ижевск: Изд. ИжГТУ, 2003. - С.15-18.

16. Сафиуллин Р.Г. О динамике каплеобразования на модели эллиптической гранулы ПВР в поле силы тяжести // В сб.: Качество внутреннего воздуха и окруж. среды: Материалы II Международной НТК 15-19 сентября 2003. - Волгоград: Изд. ВолгГАСУ, 2003. -С. 189-192.

17. Посохин В.Н., Салимов Н.Б., Сафиуллин Р.Г. О форме отрывных зон на входе в раструб // Изв. вузов. Проблемы энергетики, 2003, №3-4. - С. 39-47.

18. Сафиуллин Р.Г., Салимов Н.Б., Посохин В.Н., Николаев H.A. Динамика формирования капель на гранулах пористых вращающихся распылителей // Изв. вузов. Проблемы энергетики, 2003, №3-4. - С. 48-53.

19. Safiullin R., Posokhin V., Zhivov A. Local exhaust classification and analytical design approach // В сб.: Specially Engineered Local Exhausts and Intelligent Exhaust Systems. -International Seminar. Zurich, March 21,2003.

20. Сафиуллин Р.Г., Салимов Н.Б., Посохин B.H., Николаев H.A. Динамика формирования капель при фильтрации через пористое тело // Теоретические основы химической технологии (ТОХТ), 2004, том 38, №4. -С. 441-445.

21. Сафиуллин Р.Г., Николаев H.A., Посохин В.Н., Колесник A.A. Диспергирование жидкости пористыми вращающимися распылителями. Модели каплеобразования. - Казань: ЗАО «Новое знание», 2004. - 64 с.

22. Сафиуллин Р.Г. Бытовой увлажнитель воздуха с пористым вращающимся распылителем // В сб.: Качество внутреннего воздуха и окруж. среды: Материалы III Международной НТК 14-17 сентября 2004. - Волгоград: Изд. ВолгГАСУ, 2004. - С.128-131.

23. Сафиуллин Р.Г., Посохин В.Н. Динамическая модель каплеобразования на зерне пористого вращающегося распылителя // Материалы междунар. НТК 23-25 ноября 2005 «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции»: Сборник,- М.: МГСУ, 2005,- С. 182 -188.

24. Сафиуллин Р.Г. Аппарат для доувлажнения воздуха производственных помещений IIВ сб.: Качество внутреннего воздуха и окруж. среды: Материалы IV Международной НТК 14-18 мая 2006. - Волгоград: Изд. ВолгГАСУ, 2006. - С. 106-110.

25. Посохин В.Н., Салимов Н.Б., Сафиуллин Р.Г. Перспективные конструкции увлажнителей воздуха на основе пористых вращающихся распылителей // АВОК. - 2006. - №3. - С.82-88.

26. Сафиуллин Р.Г. Моделирование процесса каплеобразования на смачиваемых конических наконечниках // Вестник БелГТУ им. В.Г.Шухова, Белгород, 2007, №3, - С.16-18.

27. Сафиуллин Р.Г. Моделирование процесса каплеобразования на смачиваемой сфере // Вестник ВолгГАСУ, сер.: Естеств. науки. Волгоград, 2007. Вып. 6(23). - С.154-158.

28. Сафиуллин Р.Г., Посохин В.Н. Моделирование каплеобразования на смачиваемых элементах // Изв. вузов. Строительство, 2008, №3. - С.77-82.

29. Сафиуллин Р.Г., Протопопов В.Н. О дисперсных характеристиках пористых вращающихся распылителей на основе абразивных материалов // Изв. вузов. Строительство, 2008, №5. - С.115-119.

30. Сафиуллин Р.Г. О формировании капель па цилиндрах и нитях // Изв. вузов. Строительство, 2008, №11-12. - С.108-113.

31. Сафиуллин Р.Г. Дисперсные характеристики пористых вращающихся распылителей и перспективные конструкции увлажнителей на их основе // Известия Каз-ГАСУ, 2008, №2(10). - С. 109-114.

32. Посохин В.Н., Сафиуллин Р.Г. Особенности течений вблизи стоков при наличии ограничивающих поверхностей // Материалы третьей междунар. НТК 11-13 ноября 2009 «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции»: Сборник докладов.- М.: МГСУ, 2009.-С.166-167.

33. Сафиуллин Р.Г. Экспериментальное исследование пористых вращающихся распылителей, разработанных для увлажнителей воздуха II Известия КазГАСУ, 2009. №2(12). - С. 229-232.

34. Сафиуллин Р.Г., Посохин В.Н. Повышение эффективности увлажнителей воздуха увеличением дисперсности распыла пористыми вращающимися распылителями II Водоснабжение и санитарная техника, 2010, № 1. - С. 52-55.

35. Сафиуллин Р.Г. К расчету пористых вращающихся распылителей (ПВР) для систем доувлажнения воздуха // В сб.: Качество внутреннего воздуха и окруж. среды: Материалы VIII Международной НТК 12-16 мая 2010. - Волгоград-Самарканд: Изд. ВолгГАСУ, 2010.-С.147-149.

36. Садртдинов И.К., Мусаев А.М., Сафиуллин Р.Г. К расчету аппаратов для термокинетической очистки дымовых и агрессивных газов на основе высокоскоростных воздушных струй // Известия КазГАСУ, 2010, №1 (13). - С. 225-228.

37. Сафиуллин Р.Г. К расчету увлажнителя воздуха на основе дискового распылителя с зубчатой периферией. Часть 1. Модель каплеобразования // Известия КазГАСУ, 2010. №1(13). - С. 229-235.

38. Сафиуллин Р.Г. К расчету увлажнителя воздуха на основе дискового распылителя с зубчатой перифериен. Часть 2. Экспериментальное определение дисперсности распыла //Известия КазГАСУ, 2010, №1 (13). - С. 236-239.

-35' /

Редакцнонно-нздательскнн отдел

Казанского государственного архитектурно-строительного университета

Подписано в печатьЗО.0&/0. Формат 60x84/16

Заказ Печать ризографическая Усл.- печ. л.

Тираж 100 экз. Бумага тип №1 Уч.- изд.

Печатно-множительный отдел КазГАСУ 420043, Казань, Зеленая, 1.

ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . .Г'.,.

Глава 1. СПОСОБЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

1.1. Основные факторы, определяющие интенсивность процессов тепломасообмена в распылительных аппаратах обработки воздуха.

1.2. Обзор способов монодисперсного каплеобразования , и устройств для тонкого распыления воды. Пути снижения энергозатрат на распыливание.

1.3. Диспергирующая способность пористых вращающихся распылителей (ПВР) . . . . . .,.

1.3. Аэродинамика входных участков распылительных аппаратов. . . — .,. . . . . . 52*

1.5. Задачи исследования . . . . . . . /

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ КАПЛЕОБРАЗОВАНИЯ В ТЕПЛОВЛАГОООБМЕННЫХ АППАРАТАХ. МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ МОНОДИСПЕРСНЫХ ЬСАПЕЛЬ В ПОЛЕ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

2.1. Формулировка задачи.

2.2. Схема: экспериментальной установки по, формированию капель. . .;.

2.3: Результаты численного моделирования каплеобразования и сравнение с экспериментом.

2.4. Определение критических параметров, определяющих переход от капельного истечения к струеобразованию

Глава 3. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ КАПЛЕОБРАЗОВАНИЯ В ПОЛЕ ЦЕНТРО-. БЕЖНОЙ СИЛЫ. МОДЕЛЬ МОНОДИСПЕРСНОГО КАПЛЕОБРАЗОВАНИЯ

НА ЗЕРНАХ ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПВР.78.

3.1. Идеализация модели каплеобразования . 78;

3.2. Определение средней скорости истечения жидкости из поры.

3.3. Постановка краевой задачи.

3.4. Уравнения задачи и граничные условия для безразмерных переменных.

3.5. Определение последовательных изменений границ капли во времени.

3.6. Расчет начального приближения для формы капли.

3.7. Алгоритм численной реализации математической модели каплеобразования на зерне ПВР.

3.8. Результаты расчета отрывных объемов капель.

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСПЕРСНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПВР, РАЗРАБОТАННЫХ ДЛЯ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ.

4.1. Оборудование для экспериментального исследования дисперсных характеристик ПВР из абразивного материала

4.2. Описание экспериментального стенда для исследования дисперсных характеристик ПВР тонкого распыления.1.

4.3. Описание опытных конструкций образцов ПВР тонкого распыления.

4.4. Методика определения расхода воды и размеров капель

4.5. Характеристика дисперсности распыла опытных образцов ПВР.,.

Глава 5. СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОЗАТРАТ НА ВОЗДУШНОМ ТРАКТЕ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ. РАСЧЕТ ФОРМЫ ОТРЫВНЫХ ЗОН

ВО ВХОДНЫХ УЧАСТКАХ.:.

5.1. Постановка задачи.

5.2. Определение параметров отображения для короткого раструба.

5.3. Параметры отображения для случая длинного раструба

5.4. Методика и результаты расчета очертаний границ течений.

Глава 6. РАЗРАБОТКА И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ НА ОСНОВЕ ПВР

6.1. Затраты энергии на распыливание жидкостей с помощью ПВР.

6.2. Методика расчета ПВР для промышленных аппаратов

6.3. Перспективные конструкции аппаратов для обработки воздуха на основе ПВР.

6.4. Разработка способа бесспутникового каплеобразования и устройств для его осуществления. Распылители для загрязненных жидкостей.

6.5. Способ определения поверхностного натяжения жидкостей.

6.6. Оценка санитарно-гигиенической и экономической эффективности использования результатов исследований.

Актуальность проблемы. Актуальными задачами для отечественных предприятий, занимающихся выпуском и внедрением климатических систем, являются совершенствование существующей и разработка принципиально новой высокоэффективной техники для обработки воздуха, работа которой базируется на более полной реализации теоретических подходов при ее проектировании. Решение этих задач позволит создать конкурентоспособную продукцию на мировом рынке по себестоимости и качеству, отличающуюся высокой эффективностью и низкими энергозатратами.

Значительная доля энергозатрат при эксплуатации климатических систем приходится на тепловлажностную обработку воздуха, в частности на изменение его влажности, стабильность и точность поддержания которой оказывает существенное влияние на эффективность многих технологических процессов, на физические свойства изделий и материалов, а также на санитарно-гигиеническое состояние атмосферы помещений и самочувствие людей. Современные требования к влажности воздуха рабочей зоны помещений достаточно жесткие и могут быть выполнены лишь при использовании в системах вентиляции и кондиционирования прецизионных высокопроизводительных увлажнительных устройств.

За рубежом и в нашей стране сегодня широко распространено централизованное увлажнение воздуха в тепломассобменных секциях центральных СКВ и в увлажнительных аппаратах воздухоприготовительных установок (ВПУ), где в основном применяются камеры с орошаемыми насадками (сотами), специально приспособленные для включения в состав установок с малым расходом электроэнергии. Однако, небольшая глубина увлажнения (не более 60+65%), крайняя неравномерность смачивания поверхности сотовой насадки при низких коэффициентах орошения и невозможность проведения процессов прямого нагрева воздуха, его охлаждения и охлаждения с осушкой делает насадочные камеры малоэффективными.

Применение полых камер орошения форсуночного типа в последнее время значительно снизилось. Это вызвано их громоздкостью, сложностью автоматизации и неустойчивостью работы. Широко рекламированные ранее камеры с форсунками высокого давления не значатся сейчас в основных номенклатурах фирм из-за низкой эксплуатационной надежности известных конструкций форсунок. К общим недостаткам форсуночных й на-садочных камер, а также пароувлажнительных секций центральных установок также относятся; засоливание сопел форсунок и материала испарительных пластин, сложность регулирования производительности, трудоемкость обслуживания, невозможность использования в многозональных СКВ и ВПУ.

Основной недостаток централизованных. увлажнителей воздуха — большие габариты секций,, требующие выделения значительных производственных площадей. Стремление к экономии полезной площади привело к современной тенденции размещения установок ВПУ и СКВ вне зданий (на покрытиях и открытых площадках). При таком размещении оборудование должно быть надежно защищено от воздействия атмосферных осадков, а все тепло-массообменные аппараты, питаемые водой, - от замерзания при низких температурах наружного воздуха. Форсуночную^ или насадочную камеру защитить от замерзания в этих условиях практически невозможно.

Рациональным решением в подобных ситуациях является совместная обработка вентиляционного воздуха с помощью центральной СКВ (ВПУ) 11 системы доувлажнения (СД), размещаемой непосредственно в помещении. Обе системы могут работать одновременно, но в зимнее время расположенная вне здания форсуночная камера выключается, и увлажнение воздуха /производится; только местными аппаратами СД. Анализ для условий средней полосы России показывает, что. при использовании этой схемы система доувлажнения будет работать до 95% времени, а форсуночная камера может не* работать 68% времени в'году. Кроме того, использование, местных установок СД в отдельных случаях позволяет снизить расчетные воздухообмены в помещениях и, следовательно, уменьшить размеры центральных СКВ (ВПУ) и расходы на их сооружение и эксплуатацию.

Эффективность распылительных камер центральных СКВ (ВПУ) и местных аппаратов доувлажнения воздуха существенно зависит от величины развиваемой площади контакта между обрабатываемым.воздухом и водой;, а также от тонкости и монодисперсности распыла. Так, основная причина неудовлетворительной работы форсуночных камер и известных конструкций СД с пневматическими форсунками («Туман», «Туман-М»), состоит в том, что ими создается крайне полидисперсная система капель. Полидисперсность приводит к существенному отклонению реальных процессов обработки воздуха от теоретически возможных, так как капли разного размера при тепломассобмене ведут себя по-разному: крупные капли на всем протяжении контакта с воздухом только нагреваются, мелкие капли интенсивно испаряются в объеме аппарата

Большой разброс размеров капель в распыле обуславливается механизмом каплеобразования, который у форсунок основан на распаде турбулентных струй и пленок жидкости под действием нерегулярных (случайных) возмущений. Кроме того, при распылении форсунками образуется крайне неравномерный по сечению факел распыла в виде полого или сплошного конуса. В аппаратах большой производительности приходится устанавливать десятки, а иногда и сотни работающих параллельно распылителей. Даже при оптимальной расстановке отдельные их факелы перекрывают друг друга, образуя зоны с избыточным орошением, а соответственно, с различной концентрацией капель в общем факеле распыла.

Практика использования распылительных аппаратов СКВ и ВШУ показывает, что их эффективность не,может быть повышена без перехода на новые, современные монодисперсные технологии распыливания воды с регулируемым качеством распыла, позволяющие добиться полной управляемости процессами тепловлажностной обработки воздуха.

Анализ проблемы показывает, что в системах вентиляции и кондиционирования будет эффективным использовать распылители с качественно иным, чем у форсунок, механизмом каплеобразования, при котором капли формируются на множестве одноразмерных каплеобразующих элементов в регулярном режиме. Например, статические перфорированные распылители, которые позволяют получать крупные одноразмерные капли диаметром 2-^4 мм для проведения процессов испарительного охлаждения воздуха. Для тонкого распыления при увлажнении воздуха могут использоваться вращающиеся распылители - диски с зубчатой периферией, перфорированные или пористые оболочки с практически монодисперсным распылением воды на капли диаметром менее 1 мм.

С точки зрения простоты конструкции, высокого качества распыла, дешевизны и низких энергозатрат на распыливание наиболее предпочтительным для систем вентиляции и кондиционирования воздуха является применение пористых вращающихся распылителей (ПВР) на основе фильтрующей керамики, пористого стекла, металлокерамики или абразива.

Изотропность структуры и однородность зернового состава пористого тела определяет практически монодисперсное каплеобразование при работе ПВР. Регулирование тонкости распыла у ПВР достигается изменением скорости их вращения. Одноразмерные капли диаметром 500-4000 мкм образуются в струйном режиме при скоростях вращения до 2 м/с. С увеличением скорости до 6-8 м/с капли в распыле уменьшаются в размере до 100^-200 мкм. При достижении скоростей вращения свыше 12-20 м/с наблюдается практически монодисперсное распыление воды - режим капле-образования непосредственно на зернах внешней поверхности пористого тела распылителя. В этом режиме ПВР создают равномерный однородный факел распыла, в котором преобладают капли диаметром менее 50 мкм.

Применение технологии распыливания воды на основе ПВР и других распылителей с регулируемым качеством распыла открывает широкие возможности для создания высокоэффективных, малогабаритных, простых по конструкции, надежных в работе и удобных в ремонте тепломассооб-менных аппаратов.

Однако распылители с каплеобразующими элементами в системах вентиляции и кондиционирования практически не используются. В первую очередь это связано с неясностью вопроса о механизме каплеобразования, о влиянии характеристик структуры материала, геометрии каплеобразую-щих элементов, расхода и скорости вращения на размеры образующихся капель, то есть - с отсутствием физико-математической модели монодисперсного каплеобразования в-целом. Важность разработки научных основ такой модели для конструирования энергоэффективных контактных аппаратов на основе распылителей с каплеобразующими элементами определяет актуальность настоящей работы.

Цель работы и задачи- исследования. Цель заключается в разработке теоретических основ монодисперсных технологий распыливания воды, необходимых для квалифицированного проектирования и расчета воздушных и распылительных трактов современных высокоэффективных тепло-массообменных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования воздуха.

В соответствии с поставленной целью решались основные задачи исследования:

• определить оптимальные размеры капель, необходимых для эффективного проведения процессов тепловлажностной обработки воздуха в системах вентиляции и кондиционирования воздуха;

• изучить закономерности процесса каплеобразования на каплеобра-зующих элементах разной геометрии в поле силы тяжести; определить физический механизм отрыва капель и зависимость их размеров от формы каплеобразующих элементов и расхода жидкости; определить границу перехода от капельного истечения к струеобразованию;

• разработать математическую модель монодисперсного каплеобразования на каплеобразующих элементах ПВР с учетом свойств структуры материала распылителя и динамики процесса в поле центробежной силы;

• экспериментально определить граничные значения параметров работы ПВР, при которых реализуется монодисперсный распыл;

• разработать методику инженерного расчета ПВР и рекомендации по проектированию аппаратов для систем вентиляции и кондиционирования воздуха на основе монодисперсных технологий распыливания воды;

• разработать математическую модель для определения полей скорости течения и очертаний отрывных зон на входе воздуха в раструбные участки распылительных аппаратов;

• определить параметры вихревых зон на входах в распылительные аппараты с раструбами различной геометрии;

• провести практическую апробацию результатов исследования.

Объектами исследования являются процесс каплеобразования на каплеобразующих элементах ПВР разной формы поверхности, а также распылительные аппараты, реализующие процесс монодисперсного распыливания в различных процессах обработки воздуха. При выполнении работы применялись как теоретические, так и экспериментальные методы исследования, направленные на решение поставленных задач. Исследования проводились путем построения теоретических моделей, допускающих аналитические и численные решения.

Научная новизна:

• впервые разработана математическая модель монодисперсного каплеобразования, позволяющая определять размеры капель в зависимости от геометрических, структурных и режимных параметров пористых распылителей и устройств с каплеобразующими элементами;

• впервые исследованы закономерности монодисперсного каплеоб-разования при формировании капель на статических каплеобразующих элементах и при распыливании воды пористыми вращающимися распылителями (ПВР); установлены критерии, характеризующие динамику капле-образования и определяющие размеры капель в распыле ПВР; определены критические значения критериев, в пределах которых достигается режим монодисперсного распыления;

• впервые разработана научно обоснованная и экспериментально проверенная методика расчета устройств с монодисперсным распыливани-ем воды для систем обработки вентиляционного воздуха, а также методика расчета распылительных систем доувлажнения воздуха непосредственно в помещении с учетом времени полного испарения капель;

• впервые разработана математическая модель для расчета течений и формы вихревых зон вблизи всасывающих отверстий в виде раструбов, используемых в аппаратах систем вентиляции и кондиционирования воздуха;

• впервые определены основные характерные параметры вихревых зон на входах в раструбы с различной геометрией, разработаны рекомендации по профилированию входных участков распылительных аппаратов с целью снижения их энергоемкости и уменьшения шума, создаваемого ими;

• разработаны энергоэффективные конструкции аппаратов для обработки вентиляционного воздуха на основе монодисперсной технологии распыливания воды.

Достоверность результатов работы. Математические модели разрабатывались на основе классических методов механики сплошных сред. В теоретических исследованиях использовались сертифицированные программные комплексы. Представленные в диссертации результаты теоретических исследований подтверждаются результатами экспериментальных исследований автора. Экспериментальные данные получены с использованием апробированных методов и методик измерений, и не противоречат известным результатам.

На защиту выносятся:

• выявленные закономерности формирования и отрыва капель от каплеобразующих элементов цилиндрической, конической и сферической форм поверхности; границы перехода от каплеобразования к струйному истечению в поле силы тяжести;

• полученные экспериментально и численным расчетом зависимости отрывных объемов капель от геометрии каплеобразующих элементов, расхода и свойств жидкости в поле силы тяжести;

• разработанная динамическая модель процесса каплеобразования на зернах ПВР в поле центробежной силы, позволяющая выполнить расчет объемов образующихся капель в зависимости от свойств жидкости, структурных, геометрических и режимных характеристик вращающегося распылителя;

• полученные значения критериев, определяющих динамику каплеобразования на зернах ПВР, а также результаты расчета отрывных объемов капель, образующихся в монодисперсном режиме работы ПВР;

• полученная зависимость для среднего диаметра капель от скорости вращения и размера зерен ПВР в режиме монодисперсного распыления;

• результаты экспериментальных исследований по определению дисперсных характеристик образцов ПВР для тонкого распыления на основе абразивных микропорошков и пористых волокнистых оболочек;

• конструкции распылителей с нитями для регулируемого монодисперсного распыливания загрязненных и вязких жидкостей; конструкции ПВР для работы с загрязненными жидкостями;

• инженерный метод расчета параметров ПВР для промышленных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования воздуха;

• математическая модель для расчета течений и формы вихревых зон вблизи всасывающих отверстий аппаратов с раструбами;

• результаты расчета характерных размеров вихревых зон в зависимости от длины раструба и угла его раскрытия;

• конструкции распылительных аппаратов на основе ПВР для тепло-влажностной обработки вентиляционного воздуха.

Практическая значимость определяется решением в рамках диссертации крупной проблемы - снижение энергоемкости тепломассообменных аппаратов и разработка эффективных распылителей для проведения широкого ряда технологических процессов, требующих создания высокоразвитой поверхности взаимодействия фаз при равномерно распределенном в пространстве и монодисперсном по составу факеле распыла.

Отдельные результаты исследований внедрены в производство и в учебный процесс. Промышленное использование ПВР с рассчитанными по разработанной в диссертации методике характеристиками позволило вдвое увеличить эффективность аппарата для очистки аспирационного воздуха на Казанском оптико-механическом заводе. Использование распылительных узлов на основе ПВР в конструкции стандартных деаэраторных колонок позволило значительно снизить содержание кислорода в системах подготовки котловой воды коммунальных котельных г. Казани, Зеленодольска и Елабуги. Экономический эффект от сокращения потерь металла трубопроводов от коррозии составляет более 100 тыс. рублей в год по каждой проведенной модернизации.

Рекомендации по расчету и конструированию аппаратов с ПВР использованы институтом «Татинвестгражданпроект» при разработке проектов систем для поддержания оптимальных параметров микроклимата в помещениях общественных зданий. За-счет внедрения» разработанной установки доувлажнения воздуха в производственных цехах типографии Казанского завода «Сантехприбор» удалось привести в соответствие нормам влажностное состояние воздуха в помещениях, а также достичь ощутимого экономического эффекта благодаря экономии бумаги и картона до 5-г7 % и сокращения времени на приладку машин до 20%. Использование модульной системы доувлажнения воздуха на базе струйных осевых вентиляторов ВС-10-400-4 (МОВЕН) с распылителем ПВР-10 в цехах Поволжского фа-нерно-мебельного комбината (г.Зеленодольск) позволило снизить запыленность воздуха до нормируемых значений. Результаты подтверждены актами внедрения. Практическую ценность имеют:

• программа по расчету объемрв капель, образующихся в режиме монодисперсного распыления при каплеобразовании в центробежном поле;

• методика расчета характеристик вращающихся распылителей с требуемым качеством распыла для эффективных аппаратов тепловлажностной обработки воздуха;

• способ определения поверхностного натяжения жидкостей, полученный на основе изучения закономерностей каплеобразования на конических элементах в поле силы тяжести.

• конструкции механических распылителей с гибкими нитями, обладающие регулируемым качеством распыла в широком диапазоне производительности для распылительных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования, воздуха;

• конструкции распылителей для-работы с жидкостями, загрязненными механическими примесями;

• конструкции увлажнителей воздуха бытового и промышленного назначения на основе вращающихся распылителей с тонким монодисперсным распылением воды.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на II Всероссийской научной конференции «Современные вопросы экологического образования» (Казань, 1995), итоговой научно-практической конференции КГУ (1997), на VII съезде АВОК в Москве (2000), научно-технических конференциях ИжГТУ (2002, 2003), International Seminar "Specially Engineered Local Exhausts and Intelligent Exhaust Systems" (Zurich, 2003), международной НТК «Теоретические основы теплогазо-снабжения.и вентиляции» МГСУ (2005, 2009), на I-flV и VII Международных НТК «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» Волгоградского ГАСУ (2002-^-2004, 2006, 2010), на научно-технических конференциях Казанского государственного архитектурно-строительной университета (1993-^-2007, 2010 г.).

Личное участие. Все основные результаты работы получены лично автором. Использованные материалы других исследователей помечены ссылками на литературный источник. По теме диссертации опубликовано 38 научных работ, в том числе 14 статей в журналах по списку ВАК. Получено 3 патента на изобретения;

Структура, и. объем- работы. Диссертационная работа изложена на 295 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Список использованной литературы включает 227 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Иллюстрационный материал содержит 43 рисунка, 8 таблиц в тексте. Приложение содержит таблицы рассчитанных параметров капель на вращающихся каплеобразующих элементах разной формы поверхности, листинг программы по расчету размеров капель при распыли-вании с помощью ПВР, акты внедрения результатов исследования.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Установлено, что применение современных монодисперсных технологий распыливания воды с помощью ПВР в распылительных аппаратах систем вентиляции и кондиционирования может существенно повысить интенсивность и эффективность проведения процессов тепловлажностной обработки воздуха.

2. Анализ современного состояния теории и практики использования ПВР показал, что сегодня отсутствуют обоснованные физические представления и построенные на них математические модели каплеобразования на зернах наружной поверхности ПВР. Это сказывается на точности методик расчета дисперсных характеристик пористых распылителей и* сдерживает широкое применение ПВР в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

3. Экспериментально и* численным расчетом исследованы закономерности каплеобразования на моделях зерен ПВР в виде цилиндров, конусов и сфер в поле силы тяжести, получены зависимости отрывных объемов капель от геометрии каплеобразующих элементов, расхода и свойств жидкости. Определены границы перехода от каплеобразования к струйному истечению.

4. Построена математическая модель динамики каплеобразования на зернах ПВР в поле центробежной силы, учитывающая структурные характеристики пористого материала, а также интенсивность течения жидкости через распыливающую поверхность ПВР. Разработан алгоритм численной реализации модели.

5. Составлена программа для расчета изменения формы капель во времени с визуализацией этого процесса на экране ЭВМ. Рассчитаны отрывные объемы капель при различных структурных, геометрических и режимных параметрах работы ПВР.

6. Установлено, что динамика каплеобразования определяется соотно г? со2 ?гъу\ шением двух основных критериев Е{ = 3 ъ = —, характеризующих, соответственно, влияние центробежной силы и силы поверхностного натяжения жидкости на размеры капель в распыле ПВР.

7. Экспериментально подтверждена адекватность динамической модели реальному капле образованию на зернах ПВР в монодисперсном (капельном) режиме распыления.

8. На основе предложенной модели каплеобразования разработана методика инженерного расчета ПВР, позволяющая определять основные конструктивные и технологические параметры распылителя в зависимости от требуемого качества распыливания жидкости.

9. Предложен* способ и ряд конструктивных вариантов ПВР, позволяющих нейтрализовать образование капель-спутников при работе в режиме монодисперсного распыления. В их основе лежит применение каплеобра-зователей в виде гибких упругих нитей, удерживающих на своей поверхности микрокапли при отрыве «основных» капель. Разработаны конструкции ПВР" с вкладышем-центрифугой, для ¡работы с загрязненными жидкостями. Устройства защищены патентами и авторскими свидетельствами.

10. Результаты исследований характеристик ПВР из абразивного материала и их отдельные конструкции внедрены на действующих предприятиях МУП ПО «Казэнерго» г. Казань, ООО «Елабужское предприятие тепловых сетей» г. Елабуга, ОАО «Зеленодольское ПТС» г. Зеленодольск Республики Татарстан, ЗАОр (НП) «Поволжский фанерно-мебельный комбинат». Подтвержденный актами экономический эффект, ожидаемый и полученный на данных предприятиях, составляет 134, 550, 128 и 149 тыс. руб. в год соответственно. Промышленная реализация ПВР в аппарате для очистки аспирационного воздуха и устройствах для доувлажнения воздуха в помещениях общественных и производственных зданий обеспечила высокую эффективность проведения тепловлажностных процессов и показала точность разработанной методики расчета распылителей.

11. Сформулирована и решена задача по определению очертаний вихревых зон на входе во всасывающие отверстия распылительных аппаратов в виде раструба. Определены характерные параметры этих зон при различных длинах и углах раскрытия раструбов. Профилирование входов по очертаниям свободных линий тока позволит существенно снизить энергоемкость распылительных аппаратов систем вентиляции и кондиционирования воздуха, а также уменьшит шум, создаваемый ими.

12. Разработан ряд энергоэффективных конструкций тепловлагообмен-ных аппаратов на основе ПВР для систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Входы в аппараты имеют гладкую внутреннюю поверхность, спрофилированную по расчетным данным выполненных исследований.

13. Исследования и научные разработки, выполненные в рамках диссертационной работы, используются в учебном процессе при подготовке специалистов-строителей, при курсовом и дипломном проектировании систем вентиляции и кондиционирования общественных и промышленных зданий

1. Нестеренко A.B. Тепло- и массообмен при испарении жидкости // Тепло- и массообмен в процессах испарения. Сб. трудов ЭНИНа, Изд-во АН СССР, 1958.

2. Нестеренко A.B. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. Учебн. пособие. Изд.З, доп. -М.: Высшая школа, 1971.

3. Стефанов Е.В., Коркин В.Д. Особенности тепло- и массообмена в оросительных камерах кондиционирования воздуха Л.: ВВИТКУ, 1969. -47 с.

4. Стефанов Е.В., Коркин В.Д. Исследование модернизированной схемы форсуночной камеры. // В сб. трудов III Всесоюзного совещания по кондиционированию воздуха. -М.: Стойиздат, 1965.

5. Стефанов Е.В., Коркин В.Д. Изменение температуры капель воды в оросительном пространстве форсуночной камеры.// В сб. докладов к V науч.- техн: совещанию по кондиционированию воздуха. М.: Строй-издат, 1970. - С.99-94.

6. Стефанов Е.В. Вентиляция и кондиционирование воздуха. С-П.: АВОК Северо-Запад, 2005. - 400 с.

7. Карпис Е.Е. Исследование и расчет процессов тепло- и массообмена при обработке воздуха водой в форсуночных камерах // В сб. трудов НИИСТ № 6, Госстройиздат, 1960:

8. Карпис Е.Е. Тепловой расчет камер орошения кондиционеров с применением коэффициентов эффективности теплообмена // Водоснабжение и санитарная техника, №9, 1960.

9. Зусманович Л.М. Оросительные камеры установок искусственного климата. — М.: Машиностроение, 1967. 120 с.

10. Зусманович Л.М., Брук М.И., Добрынина З.П. Рекомендации по расчету установок кондиционирования воздуха и вентиляции с управляемыми процессами адиабатной обработки воздуха. М.: Стройиздат, 1985.

11. Зусманович Л.М. Влагообмен при псевдоадиабатных и изотермических процессах увлажнения воздуха.// Водоснабжение и санитарная техника, № 8, 1985.

12. Зусманович Л.М. Полный теплообмен в смесительных контактных аппаратах при понижении энтальпии воздуха. / ЦНИИЭП инженерного оборудования. "Системы вентиляции, отопления в теплоснабжения", 1983.

13. Кокорин О .Я. Испарительное охлаждение для целей кондиционирования воздуха. -М.: Стройиздат, 1965.

14. Галустов B.C., Анискин C.B. и др. Тепло- и массобмен в прямоточных распылительных аппаратах // ТОХТ. 1987. Т.21. №3. С.298-303.

15. Эккерт Э.Р., Дрейк P.M. Теория тепло- и массообмена. М.: Госэнер-гоиздат, 1961.

16. Баркалов Б.В., Карпис Е.Е. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях. М.: Стройиздат, 1982.

17. Тарабанов М.Г., Видин Ю.В., Бойков Г.П. Тепломассоперенос в камерах орошения кондиционеров с форсунками распыления. — Красноярск: КрасПИ, 1974.-210 с.

18. Кожухова И.П., Шепелев И.А. Политропические процессы обработки воздуха в форсуночных камерах кондиционеров.// В сб. докладов к V науч.- техн. совещанию по кондиционированию воздуха. — М.: Стойиз-дат, 1970. С.71-78.

19. Шиляев М.И., Хромова Е.М. К расчету оросительных камер кондиционеров воздуха // Изв. вузов. Строительство. 2007, №8. — С. 52-61.

20. Ranz W.E. and W.R. Marshall Jr. Evaporation from drops // С hem. Eng. Prog. 48 (3), 1952. pp.141-146, 173-180.

21. Фукс H.A. Испарение и рост капель в газовой среде. М.: Изд-во АН СССР, 1958. - 91 с.

22. Хирс Д., Паунд Г. Испарение и конденсация. М.: Металлургия, 1966.

23. Райст П. Аэрозоли. Введение в теорию: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. -280 с.

24. Eisenklam P., Arunachalam S.A., Weston J.A. Evaporation rates and drag resistence of burning drops // Eleventh Symposium on Combustion at Combustion Institute, Pittsburgh, PA, 1967.— p.715-728.

25. Lee K., Ryley D.J. The evaporation of water drops in supersaturated steam // J. Heat Transfer, v. 90, 1968i p. 445-451.

26. Фукс H.A., Сутугин А.Г. Высокодисперсные аэрозоли. —М.: ВИНИТИ, 1969.

27. Раушенбах Б.В., Белый С.А., Беспалов И.В. Физические основы рабочего процесса в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей. -М.: Машиностроение, 1964. 522 с.

28. Рознер Д.Е. Горение капель жидкости при высоких давлениях // Ракетная техника и космонавтика, 1967. № 1. С.210-216.

29. Newbold F.R., Amundson N.R. A model for evaporation of, a multicompo-nent drop. // AIChE J., 29 (1), 1973. p. 22-30.

30. Бояршинов Б.Ф., Волчков Э.П., Терехов В.И. Конвективный массооб-мен при испарении жидкости в газовый поток // Изв. СО АН ССР. Сер. техн. наук. 1985. №1613. С.13-22.

31. Алемасов В.Е., Дрегалин А.Ф., Крюков В.Г., Наумов В.И. Математическое моделирование высокотемпературных процессов в энергосиловых установках. М.: Наука, 1989. - 256 с.

32. Дикий Н.А., Швецов А.П. Тепло- и масообмен капель жидкости в потоке газа на участке их температурной релаксации // Физика аэродисперсных систем: Республ. Межведомственный сб. Киев, 1979. №19. -С.78-85.

33. Kinzer G.D., Gunn R. The evaporation, temperature and thermal relaxation time of freely falling waterdrops II J. Meteorol. 8, 1951. p. 71-83.

34. Watts R.C. Relaxation time and steady evaporation rate of freely falling raindrops II J. Atmos. Sci. 28, 1971. p. 219-225.

35. Woo S.W., Hamielec A.E. A numerical method-of determining the rate of evaporation of small drops falling at terminal velocity in air // J. Atmos. Sci. 28, 1971.-p. 1448-1454.

36. Beard K.V., Pruppacher H. R. A wind tunnel investigation of the rate of evaporation of small water drops falling at terminal velocity in air // J. Atmos. Sci. 28; 1971.- p. 1455 1464.

37. Watts R.G., Farhi I. Relaxation times for stationary evaporating liquid droplets // J. Atmos. Sci. 32 , 1975. p. 1864-1867.

38. Pruppacher H.R., Rasmussen R. A wind tunnel investigation of the'rate of evaporation of large water drops falling at terminal velocity in air II J. Atmos. Sci. 36, 1979. p. 1255-1260.

39. Kukkonen J:, Vesala Т., Kulmala M. The evaporation of airborne droplets in• , a turbulent two-phase jet // J. Aerosol Sci, 19 (7), 1988. p. 871-874.

40. Kukkonen T.J., Kulmala M. A model for evaporation of freely falling droplets // Finnish Meteorological Institute Report, Helsinki, 1989. p. 14.

41. Довгалюк Ю.А., Ивлев Ю.С. Физика водных и других атмосферных аэрозолей. Д.: Изд. ЛГУ, 1977.

42. Лыков В.М., Лиончик Б.И. Распылительные сушилки. Основы теории и расчет. М.: Машиностроение, 1966.

43. Долинский А.А., Малецкая К.Д., Шморгун В.В. Кинетика и технология сушки распылением. Киев: Наукова думка, 1987.

44. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1988. - 502 с.

45. Davies C.N. Evaporation of airborne droplets // In "Fundamentals of Aerosol Science", ed, D.T. Shaw, John Wiley, N.Y., 1978, p. 134-164.

46. Kawamura P.L., MacKay D. The evaporation of volatile liquids I I J. Haz. Mat. IS, 1987.-p. 343-364.

47. Chung S.S., Ha J.Y., Lee J.S., Lee S.S., Kawaguchi O. Effects of environmental'flow velocity-on the evaporation'of free droplet // KSME(B) .20(6), 1996.-p. 2036-2045".

48. Hinds W.C. Aerosol Technology: Properties, Behavior and Measurement of Airborne Particles. John Wiley and Sons, New York. 1999.50.- Косарев A.B., Ситников А.Г. Испарение сферической капли в газе среднего давления. // УФН. Т.171, №7, 2001. С. 765-774'.

49. Rohini V Bhalwankar, А В Sathe and А К Kamra. The evaporation of the charged and uncharged*, water drops suspended1 in a wind tunnel // Proc. Indian Acad. Sci. (Earth Planet. Sci.), 113; No. 2, June 2004, p. 129 -138.

50. Яламов Ю.И., Кузьмин M.K. Скорость нестационарного испарения сферической капли с учетом скачков концентрации > и температуры вблизи ее поверхности // ЖТФ, Т.75, Вып.З, 2005. С. 30-35.

51. Мастанаия К., Ганич Е. Теплообмен в двухкомпонентном- дисперсном потоке // Теплопередача. 1981. Т.103. № 2. С.131-140:

52. Стребков А. С., Буглаев В. Т. Моделирование процесса испарения полидисперсных распылов // Физ. процессы, и явления, происходящ. в те-плоэнерг. установках / Брян. гос. техн. ун-т. Брянск, 1997. - С. 4-12.

53. Терехов В.И., Пахомов М.А., Чичиндаев А.В. Влияние испарения жидких капель на распределение параметров в двухкомпонентном ламинарном потоке // ПМТФ. 2000. Т.41, № 6. С.68-77.

54. Терехов В.И., Пахомов М.А., Чичиндаев А.В. Тепломасообмен в двухкомпонентном развитом турбулентном газопарокапельном потоке // ИФЖ. 2001. Т.74, № 2. С.56-61.

55. Авруцкий М.М., Соломаха Г.П. Анализ стадий массообмена в ротационном тарельчатом аппарате. // ТОХТ, т.6, №3, 1972. С.335-342.

56. Бородин В.А. Распыливание жидкостей. — М.: Машиностроение, 1967. -208 с.

57. Кулагин Л.В., Морошкин М.Я. Форсунки для распыливания тяжелых топлив. М.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

58. Дитяткин Ю.Ф. Распыливание жидкостей. М.: Машиностроение, 1977.

59. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкостей. М.: Химия; 1979.216 с.

60. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Основы техники распыливания жидкостей. -М.: Химия; 1984. 256 с.

61. Галустов B.C. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. М.: Энергоатомиздат. 1989. — 240 с.

62. Brenn G., Kalenderski S., Ivanov I. Investigation of the stochastic collisions of drops produced by Rayleigh breakup of two laminar liquid jets // Phys. Fluids. 9, 1997.-P. 349-354.

63. Schelkle M., Karl A., Frohn A. The collision of drops: simulation« and experiment // Phys. Fluids.8, 1996. S.8-12.

64. Brenn G., Valkovska D., Danov K.D. The formation of satellite droplets by • unstable binary drop collisions // Phys. Fluids, Vol. 13, No. 9, 2001. — P.2463-2477.

65. Карпис E.E., Аничхин А.Г., Конев Д.П. Устройства для увлажнения воздуха в системах кондиционирования и вентиляции (Обзор). М.: Госстрой СССР, 1975. - 48 с.

66. Вишневский Е.П. Компания CAREL поставщик оборудования для систем'увлажнения воздуха.// АВОК, №4, 1998. - С.40-41.

67. Вишневский. Е.П. Кондиционирование воздуха — увлажнение. Аргументация необходимости увлажнения воздуха и оценка дефицита влаги // Сантехника. Отопление. Кондиционирование (С.О.К.), №10, 2003. -С.48-51.

68. Сотников А.Г. Автономные и специальные системы кондиционирования воздуха. С-Пб.: АВОК Северо-Запад, 2004.

69. Lazzarin R., Nalini L. Air humidification. Technical, health and energy aspects. Carel S.p.A., 2004. 534 p.

70. Rayleigh. On the instability of jets // Prog. Lond. Math. Soc., Vol.10, 1878. -P. 4-13.

71. Bohr N. Determination of the Surface-Tension of Water by Method of Jet Vibration // Phil. Trans. Roy. Soc. London, Series A, Vol. 209, 1909. -p. 281.

72. Вебер К. Распад струи жидкости. В кн.: Двигатели внутреннего сгорания. - М.: Изд. ОНТИ КНТП СССР, 1936, т.1.

73. Владимиров В.В., Горшков В.Н. Особенности образования капель при развитии неустойчивости Рэлея в цилиндрических нитях жидкости // Ж. техн. физ. 1990, т. 60, 311. С. 197-200.

74. Гиневский А.Ф. Нелинейная динамика свободной поверхности при капиллярном распаде жидких струй. // Физ. и техн. монодисперсных систем: Тез. докл. 2 Всесоюз. конф. Моск. энерг. институт. - М., 1991. — С. 3-5.

75. Кротов В.В. Парадоксы капиллярной струи. Эффект капиллярного самоторможения // Коллоид, ж. Т. 58, № 3, 1996. С. 423-427.

76. Bogy D.B., Talke F.E. Experimental and Theoretical Study of Wave Propagation Phenomena in Drop-on-Demand Ink Jet Devices // IBM 1. Res. Develop. Vol. 28. № 3, 1984. -P. 314-321.

77. Pimbley W.T. Drop Formation from a Liquid Jet: A Linear One-dimensional Analysis Considered as a Boundary Value Problem // IBM J. Res.Develop. 20, 1976. — P.148-156.

78. Richard H.D., Lee H.C., Kuhn L. Multiple-Nozzle Ink Jet Printing Experiment // IBM J. Res.Develop. 28, 1984. P.300-306. :

79. Eggers J. Theory of drop formation // Phys. Fluids, 7 (5), 1995. P.941-953.

80. Adams R.L., Roy J. A One Dimensional Numerical Model of a Drop-On-Demand Ink Jet I I Journal of Applied Mechanics, Vol. 53, 1986, p. 193-197.

81. Нагорный B.C. Электрокаплеструйные регистрирующие устройства. JI.: Машиностроение, 1988. 269 с.

82. Eggers J., DuPont Т. Е. Drop formation ina one-dimensional approximation of the Navier-Stokes equation // J.,FluidMech. 262, 1994. P. 205.

83. Chwalek J.M., Trauernicht D.P. et al. A new method for deflecting liquid microjets // Phys. of Fluids, 14, 6, 2002. P. 37-40.

84. Webster D.R., Longmire E.K. Jet pinch-off and drop formation in immiscible liquid-liquid systems // Experiments in Fluids, Vol.30, 2003. — P.47-56.

85. Orme M., Huang C. Phase Change Manipulation for Droplet-Based Solid Freeform Fabrication of Aluminum Components // ASME J. Heat Transfer, Vol. 119, 1997.

86. Orme M., Liu Q., Fischer J. Mono-disperse Aluminum Droplet Generation and Deposition for Net-Form Manufacturing of Structural Components //

87. Eighth International Conference on Liquid /itemization and Spray Systems, Pasadena, CA, USA, July 2000.

88. Amon C.H., Beuth J.L., Merz R., Prinz F.B., Weiss. L.E. Shape Deposition; Manufacturing with Microcasting: Processing, Thermal and Mechanical Issues. // ASME J. Manufacturing Science and Engineering, 1998. — P. 120.

89. Hilbing J. H., Heister S. D. Droplet size control in liquid jet breakup. // Phys. Fluids 8, 1996. -P. 1574-1581.

90. Umbanhowar P.B:, Prasad V., Weitz D.A. Monodisperse Emulsion Generation via Drop Break Off in a Goflowing Stream // Langmuir 2000, 16. P. 347-351.

91. Холин Б.Г. Центробежные и вибрационные грануляторы плавов и распылители жидкости-.-М:: Машиностроение; 1977.-182 с.

92. Блинов В:И. О дисперсности, механически распыленной- воды. М.: ВТИ, 1931.-42 с. , ' . : "

93. Разумовский Н.А. Математическая модель вынужденного .капиллярного распада струш.// Инж. физ. журн. 1991, т. 60, №4. - с. 558-561.

94. Ghaudhary K. G., Maxworthy T. The nonlinear capillary instability of a liquid jet. Part 3. Experiments on satellite drop formation and control. // J. FluidMech. 96, 1980.-P. 287-297.

95. Разумовский Н.А. О форме капель и сателлитов, образующихся при вынужденном капиллярном распаде струй жидкости. // ЖГФ, 1993, т. 63, № 91- С. 26-45:

96. Асланов С.К. К теории распада жидкой струи на капли //ЖТФ, 1999, т.69. №11. С.132-133.

97. Теумин И.И. Ультразвуковые колебательные системы. М.: Машгиз, 1959.-331 с.

98. Я. Богуславский, .О. К. Экнадиосянс. О физическом механизме распыления жидкости акустическими колебаниями. // Акуст. Ж., 15 вып. 1, 17, 1969 — С.207-210.

99. Экнадиосянс К. О распыление жидкости низкочастотными ультразвуковыми колебаниями. // Акуст. ж., 1-2^выш 1, 1970; — С. 127.

100. Spangler С. A., Hibing J. Н., Heister S. D. Nonlinear modelling of jet ato-mization in the wind-induced regime // Phys.Fluids A. 1995. 7, № 5 P. 964-971. , '

101. Charuau J., Tierce P., Birocheau M. The ultrasonic generation of droplets: for the production of submicron size particles // J. Aerozol Sci 1994.- 25, Suppl: l.-P. 232-234.

102. Rajan Rv, Pandits A. B. Correlations to predict droplet size; in ultrasonic atomisation // Ultrasonics. -2001. -39, № 4-P. 235-255.

103. Аметистов E.B;, Дмитриев A.C. Новая отрасль науки и практики монодисперсные технологии // Вестник российской академии наук, 2001, т.71, № 9.

104. Розина Е.Ю. Капиллярно-вибрационное-распыление жидкости // Аку-стичний вюник. 2002. Т.5; №2. G.43-53.

105. Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н., Сливин А.Н., Чипурин Е.В. Распыление жидкостей ультразвуком. // International Workshops and Tutorials on Electron Devices and Materials EDM'2005, Новосибирск, НГТУ, 2005.

106. Хмелев В ¿Hi, Попова O.B. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве. Барнаул: АлтГТУ, 1997.'— 160 с;

107. Патент РФ № 2264868. Способ распыления жидкости и устройство для его осуществления; Крамаров Ю.А., Панич А.А. — Опубликован в БИ 27. Г1.2005.

108. US Patent 6102298. Ultrasonic atomizer. StephamGary Bush, Robert Edward Stahley. Issue date: Aug! 5, 2000.

109. US Patent 6402046. Ultrasonic atomizer. Ralf Loser. Issue date: Jun 11, 2002.

110. US Patent Application Publication 2008/0054091 Al. Ultrasonic atomiza-tion and/or separation system. Eilaz Babaev. — Pub: date: Mar. 6, 2008.

111. US Patent 6357671. Ultrasonic nebulizer. Gran Cewers. Issue date: Mar 19,2002: . * ^

112. Бергман Л. Ультразвук. M.: ИИЛ, 1957. - 725 с.

113. Физические основы ультразвуковой технологии. / Под ред. Л. Д. Ро-зенберга М.: Наука, 1968.-342 с. .

114. Hidy G. M., Brock J. R. The dynamics of aerocolloidal systems Oxford: Pergamon Press, 1970 — 379 p.

115. Eggers J. Theory of drop formation HPhys. Fluids, 7(5), 1995. -P.941-953.

116. Michael P. Brenner, Jens Eggers et al. Breakdown of scaling in droplet fission at high Reynolds number // Phys. Fluids, 9(6), 1997. P. 1573-1590.

117. Зиннатуллин H.X., Нафиков И.М., Закиров Э.Н. Нестационарное кап-леобразование // ТОХТ. -31,2. 1997. С. 122-125.

118. Furbank R.J. Drop formation from particulate suspensions. In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Chamical Engineerin, 2004.

119. Rothert A., Richter R., Rehberg I. Formation of a drop: viscosity dependence of three flow regimes // New Journal of Physics 5, 2003. P. 59.159.13.

120. Fischer P., Cramer C. et al. Controlled structuring of dispersed food systems // Annual Transactions of the Nordic Rheology Society, vol.12, 2004. -P. 13-20.

121. Burton J.C., Taborek P., Rutledge J.E. Superfluid drops: dynamics of pinch-off and sliding motion // Journal of Low Temperature Physics, Vol. 134, Nos. 1/2, 2004. P.237-243.

122. Coullet P., Mahadevan L. Hydrodynamical models for the chaotic dripping faucet // J. Fluid Mech. 2005, vol. 526, P. 1-17.

123. Eggers J. Drop formation — an overview // Z. Angew. Math. Mech. 2005, 85, №6.-P. 400-410.

124. Wilkinson M.C. Extended Use of, and Comments on; the Drop-Weigh (Drop-Volume) Technique for the Determination of Surface and Interfacial Tensions // Journ. Coll. Int. Sci., 1972, Vol. 40, №1, P. 14-26.

125. Hug C., Reed R.L. A Method for Estimating Interfacial Tensions and Contact Angles from Sessile and Pendant Drop Shapes // Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 91, №2, 1983 P. 472-484.

126. S. Ramesh Babu. Determination of Surface Tension of Liquids Using Pendent Drop Profiles at Conical Tips И J. Phys. Chem., 1986, 90. P. 43374340.

127. Дунский В.Ф., Никитин H.B. О переходе от капельного истечения жидкости к струйному истечению // ПМФТ, 1974, №5. С. 42-48.

128. Knauss G. Abtropfen bei Nichtbenetzung HChem. Ing. Tech. 50,1978, № 5. -s. 375-377.

129. Дунский В.Ф., Никитин H.B. Капание жидкости с острия // ПМФТ, 1980, №1.-С. 49-55.

130. Lawal A., Brown R. The Stability of Inclined Sessil Drops // Journ. Coll. Int. Sci., 1982, Vol. 89, №2, P. 346-352.

131. Земсков А.А., Ширяева C.O., Григорьев А.И. К,механизму отрыва капли от капилляра // Физ. и техн. монодисперсн. сист.: Тезисы докл. Всес. конф. 18-21 окт., 1988. - М. - С. 58-60.

132. Hozawa М., Tsukada Т. at al. Effect of Wettability on Static Drop forma»tion from a Hole in Horizontal Flat Plate // Journal of Chemical Ingineer-ing of Japan, 1989, Vol. №5. P. 358-364.

133. Бабский В.Г., Копачевский Н:Д. и др. Гидромеханика невесомости. -М.: Наука, 1976.-264 с.

134. Финн Р. Равновесные капиллярные поверхности. Математическая теория. М.: Мир, 1989. - 310 с.

135. Саранин В. А. Равновесие жидкостей и его устойчивость. Простая теория и доступные опыты. М.: Институт компьютерных исследований, 2002. - 144 с.

136. Иващенко Ю.Н., Бродский.В.П. Влияние* поверхностного натяжения, плотности и вязкости жидкости, а также радиуса насадка на объем капель-спутников, образующихся при отрыве висящей капли // Украинский физический журнал, т.31, №9, 1986. с. 1356-1359.

137. Зинатуллин Н.Х., Идрисов Р.Ш., Нафиков И.М. Динамика образования капли и струеобразование. Рукопись деп.,в ОНИИТЭХим., г. Черкассы, 1982, №392-ХН-Д82.

138. Baby S.R. Analysis of Drop Formation at Conical Tips. 2. Experimental // Journ. Coll. Int. ScL, 1987, Vol. 116, №2, P. 359-372.

139. Davidson M.R., Cooper-White J.J. Numerical prediction of shear-thinning drop formation // Third International Conference on CFD in the Mineral and Process Industries CSRIO, Melbourne, Australia, 10-12 December 2003. -P.403-408.

140. Richards J.R., Beris A.N., Lenhoff A.M. Drop formation in liquid-liquid systems before and after jetting HPhys. Fluids, 7(11), 1995. -P.2617-2630.

141. Wang F., Hou W.K. et al. Modelling and analysis of metal transfer in-gas metal arc welding IIJ. Phys. D: Appl. Phys. 36, 2003. P.l 143-1152.

142. Basaran O. A. Nonlinear oscillation of viscous liquid drops// J. Fluid Mech. V241, 1992 pp. 169-198

143. Wierzba A. Deformation* and breakup of liquid drops in a gas stream at nearly critical Weber numbers // Exp. in Fluids 9, 1990. — P.59-64.

144. Кашин B.B., Ченцов В.П., Дмитриев A.H. К отрыву капли от капилляра // Расплавы. 2004. № 2. С. 50-58.

145. Rosbach D.J. The production of water spray of uniform drop size by battery of hypodermic needles I I Journal of Scientific Instruments, 1953, 30, № 6.- p. 189-192.

146. Walzel P., Klaumunzner U. Stromungszustande an porosen waagrechten Platten // Chem. Ing. Tech., 1980, Vol 52, № 7. s. 600-601.

147. Патент № 725826 (Бельгия). Устройство для образования капель расплава. Кл.С05д. 1969.

148. Дунский В.Ф., Никитин Н.В. Капание жидкости с острия // ПМФТ, №1, 1980.-С. 49-55.

149. Никитин Н.В., Богданова A.B. Монодисперсные опрыскиватели для вегетационных и полевых опытов. — В сб.: Аэрозоли в защите растений / Всесоюз. акад. с.-х. наук. -М.: Колос, 1982. С.158-166.

150. Schmidt Р. Zerteilen von Flüssigkeiten in gleich große Tropfen. II Chemie Ing. Technic, 1967, heft 5/6, s. 375-379.

151. Gossele W. Flussigkeitszenteilung durch Rotierende porose Korper // Chemie Ing. Technic, 1968, heft 1/2, s. 37-43.

152. Dosoudil M. Erzeugen gleichgroßer Tropfen nachdem Abtropfverfahren // Chemie Ing. Technic, 1971.-v.43, №21.- s. 1172-1176.

153. Колесник A.A. Разработка и исследование пористых вращающихся распылителей! жидкостей. Дисс. канд. техн. наук Казань, КХТИ, 1983.-217 с.

154. Гаршин А.П. и др. Абразивные материалы. Л.: Машиностроение, 1983.-230 с.

155. Ковальчук Ю.М., Букин В.А. и др. Основы проектирования и технология изготовления абразивного и алмазного инструмента: учебное пособие для техникумов. — М.: Машиностроение, 1984. —288 с.

156. A.c. № 738679. Центробежный распылитель. Колесник A.A. и др. -Бюл. изобр., 1980, №21, с. 39.

157. A.c. № 937031. Центробежный распылитель. Колесник^ A.A. и др. -Бюл. изобр., 1982, №23, с. 4.

158. A.c. №975102 (СССР). Центробежный распылитель. Мусташкин Ф.А. и др. Опубл. в Бюл. изобр. № 43, 1982. с.29.

159. Колесник A.A., Мусташкин Ф.А., Николаев H.A. Диспергирующая способность пористых вращающихся распылителей из абразивного материала. БУ ВИНИТИ, "Депонированные рукописи", 1983, №10, с. 118.

160. Червяков В.Д., Маминов О.В., Мусташкин Ф.А. Течение жидкости во внутренней полости пористого-вращающегося распылителя. / Казан, хим.-технол. ин-т. Казань, 1987. - 16 с. Деп. в ОНИИГЭХим г. Черкассы 08.01.87. № 29-Х11-87.

161. Червяков. В.Д., Мусташкин Ф.А., Маминов О.В., Сафиуллин A.B. Фильтрация жидкости, через , абразивные материальъ / Казан, хим.-технол. ин-т. Казань, 1986. - 14 с. Рукопись деп. в ОНИИТЭХим г. Черкассы 16.01.86, № 70-XII-86.

162. Червяков В.Д. и др. Фильтрация жидкости через пористые материалы . в центробежном поле. / Казан? хим.-технол; ин-т. Казань, 1986; - 10 с.

163. Деп. в ОНИИТЭХим г. Черкассы 3.07.86, № 855-ХИ-86.

164. Червяков В .Д. и др. Гидродинамика пористой вращающейся оболочки. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1987. - Т.30, №9.- с.122-124.

165. Червяков В.Д. и др. Расчет пористых распылителей жидкости. // Химическая технология, 1990, №6.-с.73-75.

166. Иванов Д.Г., Резник М.Г., и др. A.c. 871837. Устройство для распиливания жидкости: опубл. в Б.И., №38, 1981.

167. Заверзин Н.Д., Галустов В. С. A.c. 621387. Распылитель жидкости -Бюл. изобр., №32, 1978.

168. Мусташкин Ф.А., Червяков В.Д. и др. A.c. 1176961. Центробежный распылитель жидкости. Б.И. №33, 1985.

169. A.C. №1052271. Генератор капель. A.A. Колесник, Ф.А. Мусташкин,

170. B.Н. Сосков, О.В. Маминов, H.A. Николаев, Опубл. в БИ №41, 1983.

171. Логачев К.И. Расчет течения вблизи круглого всасывающего патрубка / К.И. Логачев, В.Н. Посохин // Известия вузов. Авиационная техника.- 2004. № 1.- С. 29-32.

172. Логачев К.И. Расчет вихревого-течения у щелевидного бокового отсоса/ К.И: Логачев, А.И. Пузанок, В.Н. Посохин // Известия ВУЗов. Санитарная техника. — 2004. №6. — С. 64-69.

173. Талиев В.Н. Всасывающий факел у щели между двумя параллельными стенками / В.Н. Талиев // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 1970: - №5. - С. 101-104.

174. Талиев В.Н. Всасывающий-факел у щели в плоской стенке / В.Н. Талиев // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1971. — №3.1. C.124-127.

175. Талиев В.Н. Изменение скорости во всасывающем факеле у бесконечно-длинной щели / В.Н. Талиев, Е.И. Шулекина // Известия вузов. Строительство и-архитектура. — 1969. — №10. С.142-145*.

176. Шулекина Е.И. Аэродинамика плоских всасывающих факелов : дис. . канд. техн. наук / Е.И. Шулекина ; - М., 1970. - 165с.

177. Посохин В.Н. Расчет поля скорости вблизи щелевого патрубка у плоскости / В.Н. Посохин, Н.Б. Салимов // Известия вузов. Строительство.- 1997.-№4.-С. 103-108.

178. Посохин В.Н. Расчет отрывных зон в потоках вблизи всасывающих отверстий / В.Н. Посохин, A.M. Живов // Гидромеханика отопительно-вентиляционных устройств : межвуз. сб. / КГ АСА. Казань, 1997. -С.57-65.

179. Катков М.В. Течение вблизи щелевого бокового отсоса / М.В. Катков, А.Г. Лабуткин, Н.Б. Салимов, В.Н. Посохин // Известия вузов. Строительство. 1998. -№11-12. - С. 96-100.

180. Посохин В.Н. К расчету очертаний вихревых зон на входе во всасывающие отверстия / В.Н: Посохин, Н.Б. Салимов, А.Г. Лабуткин, М.В. Катков // Известия вузов. Строительство. 1999. - №2-3. - С. 98101.

181. Posokhin V.N. On calculating separated flows near sinks / V.N. Posokhin, I.L. Gurevich // Russian Aeronautics. Allerton Press Inc./ New York. -1995. V.38, No.4. - P. 74-77.

182. Маклаков Д.В. О форме свободной линии тока на входе в щелевидный сток / Д.В. Маклаков, В.Н. Посохин // Известия вузов. Строительство. -2004.-№2.-С. 74-78.

183. Posokhin V.N. Experimental study of vertex zones in fluxes near the suction slot / V.N. Posokhin, M.V. Katkov // Russian Aeronautics. Allerton Press Inc./ New York. 2001. - No. 1. - P. 91-95.

184. Посохин В.Н. О форме отрывных зон на входе в раструб / В.Н. Посохин, Н.Б. Салимов, Р.Г. Сафиуллин // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2003. - №3-4. - С. 39-47.

185. Посохин В.H. Расчет подтекания к линейному стоку над плоскостью / В.Н. Посохин; Н.Б. Салимов, М.В. Катков // Известия вузов. Строительство. 2000. - №4. - С. 76-82.

186. Посохин В.Н. Расчет течения к линейному стоку в укрытии / В.Н. Посохин, Н.Б. Салимов // 5-й съезд АВОК: сб. трудов / М.; 1996. -С. 171-174.

187. Посохин В.Н. К расчету течения вблизи щелевого отсоса-раструба / В.Н. Посохин, Н.Б. Салимов, К.И. Логачев, A.M. Живов // Известия вузов. Строительство. 2002. Сообщение1. - № 8 - С. 70-76; Сообщение 2. - № 9 - С. 80-85; Сообщение 3. - № 10 - С. 81-85.

188. Посохин В.Н., Катков М.В. Экспериментальное изучение вихревых зон в потоках вблизи всасывающих щелевых- отверстий / В.Н. Посохин, М.В. Катков // Известия вузов. Авиационная техника. 2001. -№1. - С. 61-63.

189. Hirt С. W., Nichols В. D. Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries // J. Comput. Phys., 39, 1981. p. 201.

190. Гегузин Я.Е. Капля. M.: Наука, 1977.-176 с.

191. Голубева О.В. Курс механики сплошных сред. М.: Высшая школа, 1972.-368 с.

192. Полубаринова-Кочина П.Я. Теория движения грунтовых вод. М.: Наука, 1977.- 664 с.

193. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. -М.: Наука, 1978.-847с.

194. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1980.- 946 с.

195. Pitts Е. The stability of Pendent Drops // Journal of Fluid Mech., Vol. 63, 1974-p. 487-508.

196. Shoukry E. et al. Separation of Drops from Wetted Surfaces // Journ. Coll. Int. Sei., 1975, Vol. 53, №2, p. 261-270.

197. Самарский A.A. Введение в теорию разностных схем. М.: Наука, 1971.-552 с.

198. Самарский A.A., Гулин A.B. Численные методы. М.: Наука, 1989. -432 с.

199. Рачинский Ф.Ю., Рачинская М.Ф. Техника лабораторных работ. Д.: Химия, 1982. - 432 с.

200. Кулагин C.B. Аппаратура для научной фоторегистрации и киносъемки. М.: Машиностроение, 1980. - 168 с.

201. Блейкер А. Применение фотографии в науке. М.: Наука, 1980.

202. Кулагин JI.B., Морошкин М.Я. Форсунки для распыливания тяжелых топлив. М.: Машиностроение; 1973: - 200 с.

203. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И., Рашидов И.К. Очистка промышленных газов от пыли. — М.: Химия,1981. — 392 с.

204. Балабеков О.С., Балтабаев Л.Ш. Очистка* газов в химической промышленности. М.: Химия, 1991. — 256 с.

205. Зиганшин М.Г., Колесник A.A., Посохин В.Н. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. М.: Экопресс-ЗМ, 1998. — 505 с.

206. ГОСТ 12.3.018-79. Системы вентиляционные. Методы' аэродинамических испытаний. -М.: Госстандарт, 1979.

207. Справочник по-пыле- и золоулавливанию / Под ред. Русанова A.A. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -312 с.

208. Ким A.B. Повышение эффективности систем обеспыливания шахтной' атмосферы при проведении подготовительных выработок.- Автореф. дисс. ктн. — Карагандинский ГТУ, 2007. — 21 с.

209. Макаров Ю.И. Исследование производительности рабочего элемента механического абсорбера с вращающимися конусами В сб.: Труды МИХМ. ТомXIX, 1959.-с. 109-123.

210. A.c. 1188499 СССР. Охладитель жидкости/ Е.А. Михайлов, А.И. Чу-фаровский, B.C. Галустов, B.J1. Ломтев // Открытия. Изобретения. 1985, №40.

211. Патент № 2042438 (Россия). Механический распылитель. Р.Г. Сафи-уллин, A.A. Колесник, В.Н. Посохин, H.A. Николаев. Опубл. в Б.И. №24, 1995.

212. A.C. № 1745358 (СССР). Распылитель для загрязненных жидкостей. Р.Г. Сафиуллин, A.A. Колесник, А.Б. Сергеев, H.A. Николаев. Опубл. в Б.И. №25, 1992.

213. Дунский В.Ф., Никитин Н.В. Капание жидкости с острия // ПМФТ,1980, №1.- с. 49-55.

214. Патент № 2034266 (Россия). Способ определения поверхностного натяжения жидкостей. Р.Г. Сафиуллин, A.A. Колесник, В.Н. Посохин, H.A. Николаев. Опубл. в Б.И. №12, 1995.