автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование параметров модулятора гидромеханического диспергатора для приготовления рабочей жидкости механизированных крепей

Основные обозначения

Введение

Глава 1. Обзор научно-технической и патентной литературы и постановка задачи исследования

1.1. Основные функции, свойства и характеристики рабочих жидкостей механизированных крепей.

1.2. Влияние качества приготовления рабочих жидкостей на надежность работы механизированной крепи

1.3. Улучшение качества рабочей жидкости при помощи физических факторов: гидроциклонирования, обработки в центрифугах, гравитационного отстаивания и гидромеханического диспергирования ее компонентов

1.4. Основные способы и технологические особенности приготовления (диспергирования) рабочих жидкостей в гидромеханическом поле (включая кавитацию и нестационарное течение).

1.5. Гидрооборудование для получения рабочих жидкостей (водомасляных эмульсий).

1.6. Гидрооборудование для централизованного приготовления

РЖ и для приготовления на поверхности шахт

1.7. Установки с роторными ЩЦ для приготовления рабочих жидкостей (водомасляных эмульсий)

Выводы.

Глава

2. Разработка и анализ математической модели течения рабочей жидкости в модуляторе гидромеханического диспергатора

2.1. Математическая модель течения рабочей жидкости в каналах ротора и статора гидромеханического диспергатора с учетом сил инерции.

2.2. Преобразование уравнения движения рабочей жидкости в модуляторе гидромеханического диспергатора к безразмерному критериальному виду.

2.3. Расчет "центробежного" давления в радиальном зазоре между ротором и статором роторного гидромеханического диспергатора.

2.4. Упрощение и корректировка математической модели движения рабочей жидкости в модуляторе ГМД для серийного гидромеханического диспергатора

2.5. Обобщенный метод квазилинеаризации как способ аналитического решения уравнения движения РЖ в модуляторе ГМД.

Выводы.

Глава 3. Теоретический анализ течения РЖ в модуляторе ГМД на основе разработанной модели и разработка гидромеханического оборудования для приготовления и регенерации рабочей жидкости

3.1. Основные характеристики и свойства течения РЖ в модуляторе ГМД радиального и аксиального типа

3.2. Влияние периодичности течения РЖ в модуляторе ГМД на расчетные кинематические зависимости: учет установления режима течения РЖ.

3.3. Результаты численных расчетов кинематических параметров

РЖ в модуляторе ГМД.

3.4. Оптимизация геометрических параметров модулятора

ГМД радиального типа.

3.5. Оптимизация геометрических параметров модулятора

ГОД аксиального типа.

3.6. Разработка роторных и ротационных гидромеханических диспергаторов для приготовления РЖ

3.7. Методика расчета роторного гидромеханического диспергатора.

Выводы.

Глава 4. Результаты экспериментальных исследований и промышленных испытаний разработанного гидромеханического оборудования для приготовления и регенерации рабочей жидкости

4.1. Цель экспериментальных исследований; состав экспериментального стенда

4.2. Первый этап экспериментальных исследований: гидромеханические измерения

4.3. Второй этап экспериментальных исследований: технологические измерения

4.4. Оценка влияния режима приготовления РЖ на ее смазывающую способность

Выводы.

Угольная отрасль занимает одно из ведущих мест в народном хозяйстве Российской Федерации, добыча угля хотя и уменьшается в последние годы, остается весьма высокой - на уровне четверти миллиарда тонн в год. Следует признать, что доля угля в структуре энергоносителей сократилась до одной восьмой, а в производстве электрической энергии - до одной четверти [1].

На этом фоне проблема совершенствования угольной отрасли, повышение ее эффективности на основе развития перспективных, устойчиво работающих угольных предприятий приобретает особую остроту и актуальность. Поэтому необходимы усилия по разным направлениям: экономическим, организационным, техническим (научно-техническим).

Одними из основных направлений научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ в угольной отрасли являются совершенствование подземной угледобычи и создание новых средств комплексной механизации очистных работ с обеспечением существенного снижения трудоемкости, уменьшения доли ручного труда, снижение уровня опасности труда горнорабочих и повышение надежности горного оборудования [2].

Особое место среди этих работ занимают проблемы совершенствования механизированных крепей очистных комплексов. Среди причин этого, в частности, - увеличение нагрузки на очистной забой, повышение удельного веса комплексно-механизированной добычи угля. Данное обстоятельство является в последние годы устойчивой тенденцией. Следовательно, необходимо создавать новое совершенное, эффективное и надежное оборудование как для добычи угля, так и для обеспечения вспомогательных функций.

Гидропривод механизированной крепи - наиболее дорогостоящая ее часть (стоимость гидропривода достигает половины общей стоит мости крепи). Степень надежности и эффективности механизированной крепи определяется в немалой степени эксплуатационными характеристиками рабочей жидкости крепи. При повышенной загрязненности гидросистемы и недостаточном качестве рабочей жидкости неизбежен преждевременный износ деталей гидропривода, их отказ и, как следствие, выход крепи из строя.

Доля отказов гидросистемы, вызванных повышенной загрязненностью рабочей жидкости, среди всех отказов довольно значительна и может достигать 50 - 80 % [3]. В связи с этим эксплуатационные характеристики рабочей жидкости механизированной крепи определяющим образом влияют на стабильность и надежность работы гидропривода механизированной крепи очистных комплексов.

В качестве рабочих жидкостей, как установлено опытом эксплуатации механизированных крепей, целесообразно применять водомас-ляные эмульсии с малой долей масляного компонента. Положительные результаты получены как российскими исследователями, так и зарубежными [3,4]. При этом используются различные эмульсолы и различные способы приготовления рабочей жидкости. Общим требованием остается следующее: рабочая жидкость (водомасляная эмульсия) должна быть однородной, высокодисперсной, стабильной, не подвергающейся влиянию седиментации и коагуляции при заданной концентрации масляного компонента.

Проблему получения высококачественной рабочей жидкости механизированной крепи в настоящее время ведут, в основном, в следующих направлениях:

1) приготовление рабочей жидкости на основе вновь разрабатываемых присадок (эмульсолов);

2) получение водомасляных эмульсий с заданными свойствами на основе серийно выпускаемых присадок, но с применением вновь разрабатываемого диспергирующего оборудования; 8

3) приготовление рабочей жидкости на основе вновь разрабатываемых присадок (эмульсолов) с применением вновь разрабатываемого диспергирующего оборудования.

Третье направление наиболее прогрессивное, но требует значительных затрат, второе же направление - предпочтительнее, поскольку позволяет решать поставленную задачу в более короткие сроки и с меньшими затратами. Это связано с тем, что разработка и создание новых эмульсолов занимает значительное время и требует больших материальных затрат.

В связи с вышеизложенным становится ясным, что процесс эксплуатации гидросистем механизированных очистных комплексов напрямую связан с процессом приготовления рабочей жидкости. Одним из определяющих параметров жидкости является средний линейный размер частиц дисперсной фазы, установлено [5], что только частицы дисперсной фазы, размер которых менее 5 мкм, предохраняют поверхность трущихся пар от износа, так как обладают достаточной адгезионной способностью образовывать защитный слой на этой поверхности. Причем, как показано сотрудниками института горного дела им. А.А.Ско-чинского [6], смазывающая способность рабочей жидкости экстремально зависит от концентрации дисперсной фазы: как увеличение концентрации эмульсола относительно оптимальной концентрации, так и уменьшение концентрации приводит к снижению смазывающей способности рабочей жидкости. В работах сотрудников Московского государственного горного университета [Т - 93 показано определяющее влияние дисперсного состава рабочей жидкости на ее смазывающую способность; установлено значительное снижение скорости износа трущихся поверхностей в случае смачивания их высокодисперсными водомас-ляными эмульсиями, приготовленными в роторном гидромеханическом диспергаторе.

Решение задачи обеспечения необходимого качества рабочей жид9 кости в угольной отрасли способствует увеличению долговечности гидросистем на порядок и более, снижению затрат на их ремонт и техническое обслуживание. Решение такой задачи предполагает: рациональное конструирование гидропривода; использование современных методов приготовления и регенерации рабочей жидкости при соблюдении ее эксплуатационных характеристик; применение современного диспергирующего оборудования; организация мероприятий по контролю за качеством рабочей жидкости [10,11].

Среди перечисленных мер наиболее важными и эффективными нам представляются работы по созданию современного диспергирующего оборудования, в частности, роторных гидромеханических диспергато-ров [12,13,14], как наиболее эффективных.

В настоящее время появилась устойчивая тенденция использования специального оборудования для приготовления и регенерации рабочей жидкости и в зарубежных странах, являющихся передовыми в угледобыче. Применение такого оборудования дает возможность повысить эффективность работы механизированных угледобывающих комплексов, снизив при этом расходы по техническому обслуживанию гидросистем [15] и механизированной крепи в целом.

Работоспособность и высокая надежность механизированной крепи угледобывающего комплекса во многом определяет степень эффективности эксплуатации угледобывающей техники. Надежность гидропривода механизированной крепи очистного комплекса в значительной мере определяет затраты на добычу угля, поскольку затраты на поддержание в рабочем состоянии и восстановление эксплуатационных характеристик гидрофицированной техники довольно значительны. Кроме того, послеремонтный ресурс такого оборудования составляет величину, равную от трети до половины первоначального ресурса -ресурса нового оборудования.

В свою очередь, из обширного опыта промышленной эксплуатации

10 гидрофицированной техники следует, что ее надежность во многом определяется свойствами рабочих жидкостей, используемых в элементах гидрофицированной техники: 4/5 всех регистрируемых случаев отказа гидросистем происходят из-за неудовлетворительного качества рабочей жидкости (РЖ), определяемого наличием в ней примесей различной природы (как органической, так и неорганической) и недостаточной их дисперсностью.

В настоящее время в качестве РЖ механизированных крепей используют не минеральные масла (как это было до конца шестидесятых годов), а эмульсионные системы "масло-вода", для приготовления которых требуются эффективные диспергирующие установки, в которых обрабатываются смеси воды и присадок. В работах А.М.Валабышко и коллег [16,17] показано, что при дисперсности компонентов РЖ в 2,5 - 5 мкм обеспечиваются: 1) надежная защита гидрооборудования механизированной крепи от коррозии и 2) безотказная в течение значительного срока работа этого оборудования.

Принудительное диспергирование механических примесей и продуктов окисления масла на эффективном гидромеханическом оборудовании позволяет успешно решать задачу регенерации рабочей жидкости. Регулярная регенерация рабочей жидкости на диспергирующем оборудовании, поддержание ее в рабочем состоянии значительно повышают надежность работы гидропривода, сокращают расход запасных частей (при устранении отказа) механизированной крепи и всего очистного комплекса [16,17].

Все эти факторы определяют актуальность научно-технической задачи - обоснование параметров модулятора гидромеханического диспергатора (ГМД) для приготовления РЖ механизированных крепей.

Основное внимание уделено модулятору ГМД в связи с тем, что именно этот элемент диспергатора определяет его кавитационные и диспергирующие характеристики, так как преобразование энергии из одного вида в другой (из кинетической и потенциальной в акустическую и кавитационную) происходит в модуляторе ГМД.

В соответствии с вышеизложенным исследование процесса течения рабочей жидкости в модуляторе ГМД и перехода к кавитацион-ному режиму течения; выработка рекомендаций по расчету модулятора на оптимальный (кавитационный) режим работы; определение путей управления гидромеханическими и механическими процессами в модуляторе диспергатора и (на этой основе) обоснование параметров модулятора ГМД для приготовления рабочих жидкостей механизированных крепей является актуальной задачей и определяет актуальность работы в целом.

Цель работы - обоснование параметров модулятора ГЭДД для приготовления высокодисперсных рабочих жидкостей механизированных крепей, обеспечивающих повышение ее смазывающей способности и надежность гидроэлементов крепи.

Идея работы - обеспечение кавитационного режима работы гидромеханического диспергатора за счет корректного учета влияния сил инерции - центробежных и Кориолиса, а также переменного проходного сечения модулятора ГМД на процесс течения РЖ в модуляторе.

Научные положения, разработанные соискателем и их новизна:

- разработана математическая модель течения РЖ в модуляторе ГМД, учитывающая влияние центробежных сил инерции в полости ротора и в радиальном зазоре между ротором и статором, влияние силы Кориолиса, а также и корректно учитывающая изменение во времени гидравлического сопротивления модулятора;

- установлена необходимость выполнения каналов ГМД с трапециевидным поперечным сечением - для ГМД радиального типа и окон в виде центральных секторов - для ГМД аксиального типа;

- установлены теоретически и подтверждены экспериментально

12 зависимости расходных характеристик рабочей жидкости и оптимального числа кавитации от параметров модулятора ЩЦ, коэффициентов нестационарности и Кориолиса;

- доказаны теоремы, устанавливающие основные свойства течения РЖ в модуляторе ГМД и основные взаимосвязи геометрических и кинематических параметров, обеспечивающих реализацию кавитационного режима диспергирования рабочей жидкости;

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается представительным объемом экспериментальных результатов и опытных данных, использованием в математических моделях основополагающих законов сохранения энергии и вещества, сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований с доверительной вероятностью не менее 80 % и величиной относительной ошибки не более 15-20 %, а также результатами промышленной эксплуатации серии разработанных диспергаторов.

Практическая значимость и реализация результатов работы: результаты теоретических, экспериментальных и опытно-промышленных исследований гидромеханических и механических процессов в роторных ГМД послужили основой для разработки методики расчета ГМД радиального и аксиального типа, что позволило решить ряд практических задач, результаты которых внедрены в промышленность; в соответствии с разработанной методикой расчета на Малаховском экспериментальном заводе ГМД изготовлены малой серией (12 аппаратов).

Разработаны конструкции диспергаторов с модулированным (прерывистым) движением обрабатываемой рабочей жидкости, что позволяет сделать обоснованный выбор наиболее эффективного модулятора для конкретного технологического процесса - приготовления рабочих жидкостей механизированных крепей очистных комплексов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Всесоюзном научно-техническом совещании "Создание и внед

13 рение современных аппаратов с активными гидродинамическими режимами (Москва, 1981); на Международном научно-практическом семинаре "Применение роторных гидромеханических диспергаторов в горнодобывающей промышленности: теория, практика" (Солигорск (Белоруссия), 1998); на III Международном симпозиуме "Техника и технология экологически чистых производств" (Москва, 1999); на Всероссийской научно-технической конференции "Материалы и изделия из них под воздействием различных видов энергии" (Москва, 1999); на техническом совете ОАО "МЭЗ" ( п. Малаховка Московской обл., 1999); на Межреспубликанском научно-практическом совещании "Актуальные проблемы теории, практики и создания роторных аппаратов" (Москва, 1999).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 17 работ; получено 3 авторских свидетельства СССР.

Структура и объем работы. Диссертация включает введение, список основных используемых в диссертации обозначений, 4 главы, заключение, выводы, список использованных источников литературы и приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Построена в виде нелинейного интегро-дифференциального уравнения с переменными коэфициентами математическая модель течения РЖ в модуляторе ГМД, учитывающая влияние центробежных сил инерции в полости ротора и в радиальном зазоре между ротором и статором, силы Кориолиса, а также корректно учитывающая изменение во времени гидравлического сопротивления модулятора. Получены расчетные формулы для определения характеристик течения РЖ в модуляторе ГМД и оптимального числа кавитации.

2. Установлены теоретически и подтверждены экспериментально зависимости расходных характеристик рабочей жидкости и оптимального числа кавитации от параметров модулятора, коэффициентов нестационарности и Кориолиса. Определена геометрия выполнения каналов ГМД: с трапециевидным поперечным сечением - для ГМД радиального типа и окон в виде центральных секторов - для ГМД аксиального типа, увеличивающая глубину модуляции потока РЖ.

3. Разработан метод аналитического расчета расходных, геометрических, кинематических и режимных параметров ГМД на оптимальное число кавитации, обеспечивающее проведение процесса приготовления

РЖ с наименьшими энергетическими затратами. Рассчитана оптимальная величина ширины каналов, при которой доля частиц эмульсии с размерами менее 5 мкм увеличилась на 20 - 25 % по сравнению с лучшими известными тешическими решениями.

4. На основе построенной математической модели течения РЖ в модуляторе ГМД доказаны теоремы, устанавливающие основные свойства течения РЖ в модуляторе ГМД и основные взаимосвязи геометрических и кинематических параметров, обеспечивающих реализацию кавитацион-ного режима диспергирования рабочей жидкости.

5. Разработан метод аналитического расчета глубины импульса ускорения обрабатываемой среды (и соответствующей ей глубины импульса давления), превышение которой позволяет возбудить кавитаци-онный режим обработки РЖ в ГМД.

6. Полученные теоретические и экспериментальные результаты проведенных исследований и разработанные методики и методы расчета использовались при разработке и внедрении в промышленность ряда новых ГМД. Результаты промышленных испытаний подтвердили справедливость и достоверность выработанных рекомендаций.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи, заключающееся в обосновании параметров модулятора роторного гидромеханического диспергатора для приготовления высокодисперсных рабочих жидкостей механизированных крепей очистных комплексов, позволяющее повысить смазывающую способность рабочей жидкости и, как следствие, повысить надежность гидроэлементов крепи.

1. Малышев А.H. Реструктуризация угольной промышленности Российской Федерации в целях производства конкурентоспособного твердого топлива, надежного и экологически чистого источника энергии // Уголь. 1998. N 1. С. 20.

2. Грицаюк Б.И., Голуб В.П., Николаев C.B. Совершенствование технологии и создание новых средств механизации очистных работ // Уголь. 1996. N 10. С. 9 12.

3. Балабышко A.M. Повышение надежности работы гидропривода механизированных крепей очистных комплексов. Обзор.- М.: ЦНИИТЭИ-тяжмаш, 1990 / Горное оборудование. Сер.2, вып. б. 20 с.

4. Балабышко A.M. Рабочие жидкости гидросистем и опыт их производства в угольной промышленности. Обзор.- М.: БЩИТЭИтяжмаш,1992. 24 с.

5. Пономаренко Ю.Ф., Баландин A.A., Богатырев Н.Т. и др. Расчет и конструирование гидроприводов механизированных крепей. М.: Машшиностроение, 1981.

6. Омеличкина Л.А. Повышение надежности гидрооборудования механизированных крепей очистных комплексов путем улучшения качества рабочей жидкости: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М.: МГГУ, 1999. 15 с.

7. Гетопанов В.Н., Балабышко A.M., Омеличкина Л.А., Рагутс-кий A.M. Влияние способа приготовления рабочих жидкостей для гидросистем механизированных крепей на ее смазывающуй способность // Горный информационно-аналитический бюллетень.- Вып. 3. М.: МГГУ,244

8. Гетопанов В.Н., Омеличкина Л.А. Влияние способа приготовления на качество рабочих жидкостей для гидропривода механизированных крепей // Материалы междунар. симп. "Горная техника на пороге XXI века".- М.: МГГУ, 1996.

9. Финкелыптейн З.Л. Применение и очистка рабочих жидкостей для горных машин.- М.: Недра, 1986.- 232 С.

10. Коваленко В.П., Финкелынтейн З.Л. Смазочные и гидравлические жидкости для угольной промышленности.- М.: Недра, 1991.296 С.

11. Балабышко A.M. Эффективное применение роторных аппаратов для получения рабочих жидкостей гидросистем проходческой техники // Шахтное строительство. 1990. N 3, С. 41 43.

12. Ружицкий В.П. Обоснование параметров оборудования для цриговления высокодисперсных рабочих жидкостей для гидросистем очистных комплексов // Проблемы и перспективы развития горной техники. М.: МГГУ, 1995. G. 179 183.

13. Зимин A.M., Ружицкий В.П., Старцев В.Н. Анализ резонансного режима работы роторного гидромеханического диспергатора // Горная техника на пороге XXI века: Тез. докл. Междунар. симпоз., Москав, 1995. М.: МГГУ. 1996. С. 248 -249.

14. Пономаренко Ю.Ф. Насосы и насосные станции механизированных крепей.- М.: Недра, 1983.- 183 с.

15. Балабышко A.M., Гетопанов В.Н., Омеличкина Л. А. Использование гидромеханического диспергатора для повышения надежности гидропривода механизированной крепи // Уголь. 1993. N 5. с. 6 -8.

16. Хорин В.Н., Клейман В.Д. О приготовлении эмульсии для систем гидропривода шахтных механизированных крепей // Уголь. 1972. N 2.

17. Маргулис. М.А. Основы звукохимии. Химические реакции в акустических полях.- М.: Высшая школа, 1984.- 272 с.

18. Маргулис М.А. Звукохимичские реакции и сонолюминесценция. М.: Химия, 1986.- 288 с.

19. Химия и ультразвук. Пер. с англ./ Под ред. Т.Мейсона.- М. : Мир, 1993.- 191 с.

20. Справочник по триботехнике / Под ред. М.Хебды, А.В.Чичи-надзе.- М.: Машиностроение, 1989. Т.1.- 396 с.

21. Определение оптимальной концентрации рабочих жидкостей с применением эмульсолов (присадок) "Аквол-3", ВНИИНП-17 и Витал по результатам испытаний на противоизносные свойства // Отчет ИГД им. А.А.Скочинского.- М.: Гипроуглемаш, 1985.- 12 с.

22. Пащенко В.Л. Критерии и методы оценки ресурса насосных станций // Вестник машиностроения, 1979. N 3.

23. Дроздов Ю.Н., Пучков В.Н. Повышение долговечности узлов трения. Итоги науки и техники. Серия: Машиностроительные материалы, конструкции и расчет деталей машин. Гидропривод.- М.: ВИНИТИ, 1988, Т. 10, с. 24 -129.

24. Аксиально-поршневой регулируемый привод / Под ред. В.Н. Прокофьева.- М.: Машиностроение. 1979.

25. Микипорос Ю.А., Тимофеев М.Ю. Улучшение свойств рабочей жидкости гидросистем // Вестник машиностроения, 1986. N 3, с. 2426.

26. Кондаков I.A. Рабочие жидкости и уплотнения гидравлических систем.- М.: Машиностроение. 1982.- 250 с.

27. Терновский И.Г., Кутепов A.M. Гидроциклонирование.- М.: Наука, 1994.- 350 с.

28. Адамский П.С., Курочкин М.Г., Нагирняк Ф.И. Влияние основных технологических и конструктивных параметров на обогащение руд в тяжелой суспензии в гидроциклоне // Тр. Уралмеханобр. 1969. Вып. 15. с. 165 170.

29. Акопов М.Г. Основы обогащения углей в гидроциклонах.- М.: Недра, 1967.- 178 с.

30. Ангелов A.M. Исследование процесса разделения минералов в гидроциклоне в тяжелой суспензии: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1959.

31. Ангелов А.И. Применение гидроциклонов в США // Цв. металлы. 1958. N 12. с. 92 103.

32. Аспис И.И. Исследование классификации угольных шламов в гидроциклонах в поле слабых центробежных сил: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Днепропетровск, 1972.

33. Байдин Р. Т. Исследование, интенсификация процесса сгущения магнетитовой суспензии в гидроциклонах: Автореф. дис. .247канд. техн. наук. М., 1978.

34. Баранов Д.А. Влияние конструктивных и режимных параметров на показатели разделения в гидроциклонах: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1984.

35. Барский В.Г. Теоретические и экспериментальные исследования гидроциклонов и выявление возможностей их использования в технике очистки воды: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1964.

36. Барский М.Д., Ревнивцев В.И., Соколкин Ю.В. Гравитационная классификация.- М.: Недра, 1974. 232 с.

37. Батуров В.И., Лейбовский М.Г. Гидроциклоны: конструкции и применение.- М.: ЦШТИХимнефтемаш, 1973. 59 с.

38. Балабышко A.M. Установка для получения и регенерации рабочих жидкостей // Уголь. 1989. N 4. с. 45 47.

39. Будагов Ф.К. Исследование процесса очистки рабочей жидкости гидросистем экскаваторов использованием эффекта кавитации: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Л., 1971.

40. Венцель Е.С., Снитковский М.М., Юрьев В.Н. Улучшение свойств смазочных масел при применении в системах смазки гидродинамического диспергатора //' Вестник машиностроения. 1972. N 10. с. 20 23.

41. Frie dreh I.H. Wartungsfreie Nullvershleiß-Hydromotoren. Eine Alternative zu mechanischen Antreiben // Elem. Meth. 1975. N 2. S. 53.

42. Новицкий Б.Г. Применение акустических колебаний в химико248технологических процессах. М.: Химия, 1983. 192 с.

43. Галицейский Б.М., Рыжов Ю.А., Якуш Е.В. Тепловые и гидродинамические процессы в колеблющихся потоках. М.: Машиностроение, 1977. - 256 с.

44. Левш И.П.Бурханов У.Ф.,Сабиров G.G. К условиям интенсификации химико-технологических процессов. В кн.: Интенсификация химико-технологических процессов. - Ташкент, 1983, с. 3 - 8.

45. Hegges P. Process intensification // Chem.Eng. (Gr.Brit.), 1983. N 394. p.13.

46. Балабышко A.M., Зимин A.M., Ружицкий В.П. Гидромеханическое диспергирование.- М.: Наука. 1998.- 332 с.

47. Treiber A.s Kieler Р. Kavitation und. Turbulenz als Zerkleinerungsmechanismen bei der Homogenisat ion von o/w- Emulsionen// Chem.- Ing.- Tehn. 1976. Bd 48, N 3. s. 259.

48. Huang Jing-chuan, Han Cheng-cai. Influences of gas nucleus scale on cavitation // Appl.Math.and Mech. 1992. V. 13, N4. p. 359 367.

49. Lecluse W.I. Theorie und Anwendung der Hochdruck-Homogenisierung // Chem.- Ing.- Tehn. 1980. Bd 52, N 8. s. 668 669.

50. Hobbs Y.M., Rachman D. Current Knowledge of cavitation phenomena their prevention or application // Trans. Inst. Eng. and Shlpbuild. Seot. 1970-1971. III, N 6. p. 207 254.

51. Bauchat Dave. Produktion doubled with homogenizer // Chem. Process (USA). 1975. vol. 38. N 7. p. 20-21.

52. Goodman A.N., Braman P.N. Ultrasonics effective additive // Prod. Finish. 1977. vol. 30, N 7. p.8-10.

53. Ghosh A., Sen S.N. Ultrasonics atomatization // Indian and East. Eng. 1978. vol. 120, N 10. p. 413 414.

54. Пат. 4118797 (США). Способ ультразвукового эмульгирования и ультразвуковой эмульгатор. МКИ В 01 11/02.- Изобр. в СССР и за249рубежом, 1979, вып.16, N 12, с.49.

55. Саруханов Р.Г., Ким С.П. Воздействие ультразвуковых колебаний на процессы, протекающие в жидкостях // Научн. тр. Моск. институт стали и сплавов. 1980. N 12.4 . с.48-51.

56. Antonewich J.N. Ultrasonic atomisation of liquids //Proc. Nat. Electronics Oonf. Chicago. 1957. N 13. p.798 805.

57. Панов А.П. Характерные режимы высокоамплитудные очистки.-В сб.: Повышение эффективности технологических процессов в поле акустических колебаний.- М.: Металлургия, 1981 (МИСиС, Научн. тр. N 132), с. 82 86.

58. Ряполов B.C., Анциферов А.А. Применение кавитации в гидроструйной технологии. Изв. вузов. Машиностроение. - 1993, N 6,- 34.

59. Козюк О.В., Федоткин М.М. Эффективность эмульгирования в основных типах проточно-кавитационных смесителей. Хим. машиностр. (Киев). - 1989, N 49, с. 37 - 40.

60. Козюк О.В., Литвиненко А.А., Верезин В.В. Проточно-кави-тационный смеситель.- Пат. N 2032456 (Россия), В 01 F 5/00. Заявл. 25.02.91. Опубл. 10.04.95, Б.И. N 10.

61. Перник Л.Д. Проблемы кавитации. Л.: Судостроение, 1966.- 438 с.

62. Мелихов А.А., Куни Ф.М. Кавитация как многомерная проблема теории необратимых процессов. В кн.: Термодинамика необратим, процессов / АН СССР. Ин-т общ. и неорг. химии.- М.,1992, с.59- 67.

63. Rayleigh Lord. On the pressure developed in a liquid during the collapse of a spherical cavity // Phil. lag. 1917. V. 34. p. 94 98.

64. Huang Jing-chuan, Han Cher}g-cai. Influences of gas nucleus scale on cavitation // Appl.Math. and lech. 1992. V. 13, N 4.250p. 359 367.

65. TO. Бесов А.С., Кедринский В.К., Matsumoto Y., Qhachi Н., Пальчиков Е.И. Структура кавитационных ядер и аномальные свойства воды. Динам, сплошн. среды, 1992, N 104, с. 16 - 28.

66. Ке Jion, Yamaguchi Atsushi. Cavitation characteristics of long orifices in unsteady flows. J. Jap. Hydraul. and Pneum.Soc. - 1995, V. 26, N 1, p. 82- 87.

67. T2. Garcia-Briones M.A., Brodkey R.S., Chalmers J.J. Computer simulations of the rupture of a gas bubble at a gas-liquid interface and its implications in animal cell damage // Chem Eng.Sci. 1994. V. 49, N 14. p. 2301 2320.

68. Takahira Hiroyuki, Akamatsu Teruaki, Fujikawa Shigeo. Di-namics of a claster of bubbles in a liquid: Theoretical analysis // JSM1 Int.J.B. 1994. V. 37, N 2. p. 297 305.

69. Okada Tsunenori, Iwni Yoshiro, Ishimaru Hirokasu, *¥aekawa Norihide. Measurement and evaluation of cavitation bubble collapse pressures // JSME Int. J.A. 1994. V. 37, N 1. p. 37 42.

70. Rood E.P. Mechanisms of cavitation inception: Rewiew // Trans. ASME J. Fluids Eng. 1991. V. 113, N 2. p. 163 1772.

71. Merlo G.L. Tipologic e caratteristiche fondamentali diffuidi hidraulici alternativi a quelli derivati dal petro-lo // Fluid. Appar. Hidraul. e pneum. 1992. 33, N 344 345. c. 42 - 47.

72. Балабышко A.M., Юдаев В.Ф. Роторные ашараты с модуляцией потока и их применение в промышленности.- М.: Недра. 1992.176 с.

73. Дарманян А.П., Тишин О.А., Тябин Н.В. и др. Исследование качества перемешивания жидких сред в статических смесителях. Ж. прикл. химии, 1988, т. 61, N 9, с. 2028 - 2032.

74. Островский Г.М., Малышев П.А., Аксенова Е.Г. О работе251пульсационных аппаратов в резонансном режиме. Теор. основы хим. технологии, 1990, т. 24, N б с. 835 - 839.

75. Siiarratt P.N. Computational fluid dinamics and its application in the process industries // Chem. Eng. Res. and Des. 1990. V. 68, N 11. p. 13 18.

76. Futaii Keisu&e, Durst P., Schenerer G., Stroll H. Periodical laminar flow in an expended pipe //' J. Chem. Eng. Jap. 1989. V. 22, N 5. p. 477 483.

77. Холпанов Л.П., Исмаилов В.Р., Болгов Н.П. Моделирование турбулентного течения несжимаемой жидкости в каналах сложной формы // Теор. основы хим. технологии. 1990. т. 24, N 4. с. 466- 472.

78. Куропатенко В.Ф. Неустановившиеся течения многокомпонентных сред. Мат. моделирование, 1989, т.1, с. 118 - 136.

79. Белоглазов И.Н., Белоглазов Н.К., Курочкина М.И. О некоторых особенностях моделирования гидродинамических процессов. Ж. прикл. химии, 1992, т. 65, N 5, с. 1139 - 1146.

80. Biardi G., Guerreri G., Grot toll M.G. La movimentasione dei fluid!. 1.Analisi teorica e pratica // Chim. e ind. 1994. 76. N 5. 2 7.

81. Chu C.F., Ng K.M. Model for pressure drop hysteresis in triickle-beds // AIChE Journal. 1989. V. 35, N 8. p. 1365- 1369.

82. Карепанов С.К., Юдаев В.Ф. К Еоггросу о нестационарных гидромеханических процессах в аппаратах химической технологии. В252сб.: Применение физ. и физ.-хим. методов в технол. процессах.- М., 1990, с. 60 66.

83. Sakai Takesiii. Теория диспергирования жидкостей // Хемэн, 1993. т. 28, H 6. с. 416 426.

84. Blaß Е. Bildung und Koaleszenz von Blasen und Tropfen // Chem.- Ing.- Techn. 1988. Bd. 60. N 12. S. 935 947.

85. Нужин Е.В., Парамонов И.А. Исследование закономерностей дробления жидких частиц в диспергаторах дросселирования.- В сб.: Физ. и техн. монодисперсн. систем: Тез. докл. 2 Всес. конф., М., 1991 , с. 26.

86. Kurabayashi Toshio. Диспергирование жидких сред // J. Soc. Automat. Eng. Jap. 1988. V. 42, N 8. p. 991 993.

87. Стебновский G.B. Динамика формирования параметров газокапельного потока при взрывном диспергировании жидкого объема // Динамика сплошной среды, 1992. N 104. с. 40-75.

88. Бытев Д.О., Зайцев А.И. Методы статистической механики в теории диспергирования жидких струй. Теор. основы хим. технологии, 1989. т. 23, N 2, с. 240 - 245.

89. Paloposki Т. Drop size distribution in liquid sprays // Acta polytechn. scand. Mtch. Eng. Ser. 1994. N 114. p. 1 -- 209.

90. Брагинский JI.H., Велевицкая M.А. О дроблении капель при механическом перемешивании в отсутствие коалесценции.- Теор. основы хим. технологии, 1990, т. 24, N 4, с. 509 516.253

91. Stone Howard A. Dynamics of drop deformation and breakup in viscous fluid // Annu. Rev. Fluid Mech.1994. V.26. p.65 -- 102.

92. Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов: Справочник.- М.: Машиностроение. 1984. 224 с.

93. Балабышко A.M. Прогрессивное оборудование для получения высококачественных смазочно-охлаждакщих жидкостей. М.: ВНИИТЭМР.1989. 40 с.

94. Васильцов Э.А., Ушаков В.Г. Аппараты для перемешивания жидких сред: Справочное пособие.- Л.: Машиностроение. 19Т9. 272 с.

95. Брагинский Л.Н., Бегачев В.И., Барабаш В.М. Перемешивание в жидких средах.- Л.: Химия, 1984.- 336 с.

96. Карпачева С.М., Рагинский Л.С., Муратов В.М. Основы теории и расчета горизонтальных пульсационных аппаратов и пульсаторов. М.: Атомиздат. 1981. 192 с.

97. Виглер В.И., Лавренчик В.Н., Юдаев В.Ф. Возбуждение кавитаций в аппаратах типа гидродинамической сирены.- Акуст. журн., 1978, Т. 24, N 1, с. 34 39.

98. Сопин А.И. Исследование параметров гидродинамической сирены с целью получения высокодисперсных гетерогенных сред: Авто-реф. дисс. . канд. техн. наук. М.: МИХМ. 1975.

99. Новицкий Б.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах. М.: Химия, 1983. 192 с.

100. Kuchta Karlheinz. Dispersion aufbereiten: Kontinuierlich oder chargenweise mit Stator-Rotor-Maschinen // Maschinenmarkt. 1978. Bd 84, N 18. S. 310 312.

101. Установка для приготовления эмульсии на поверхности// Рационализаторские предложения и изобретения, рекомендуемые министерством для внедрения в угольной промышленности: Научно-тех254нич. реф. сб. М.: ЦНИИуголь, 1986, N11. - с. 8-10.

102. Смесители для непрерывного приготовления эмульсии // Изобретательство и рационализация в угольной промышленности: Науч-но-технич. реф. сб. М.: ЦНЗШуголь, 1983, N11. - с. 58 - 59.

103. Снигирев В.М., Балабышко A.M., Юдаев В.Ф. Внедрение ультразвуковых установок для приготовления эмульсий / Горные машины и автоматика: Экспресс-информ./ ЦНИЭИУголь М., 1982, N 6, с. 34 - 39.

104. Зимин A.M. Приготовление и регенерация рабочих жидкостей для гидрооборудования механизированных крепей: гидромеханический аспект проблемы.- Горный журнал, 1996, N 5, с. 42 44.

105. А.С. СССР N 1Т32016, МКИ 15 В 21/04. Гидравлический привод / A.M.Балабышко, И.Т.Усков, М.Л.Дагаев, Н.Д.Ечевский, В.В.Никитина. Заявл. 09.01.91. Опубл. 07.05.92. Бюл. N 17. 1992.

106. Балабышко A.M. Об использовании для производства рабочих жидкостей роторных аппаратов с модуляцией потока // Уголь. 1988. N 2. с. 36 38.

107. Балабышко A.M. Технология производства рабочих жидкостей255для гидросистем горной техники // Горный журнал. 1989. N 8. с. 39 42.

108. A.C. СССР N 1800160, МКИ 15 В 21/04. Гидравлический привод / А.М.Балабышко, И.Л.Пастоев, В.П.Жура, Ю.И.Суслин. Заявл. 10.04.91. Опубл. 07.03.9Т. Вюл. N 6. 1993.

109. Балабышко А.М. Универсальное оборудование для снабжения рабочей жидкостью гидросистем очистных комплексов // Мнформ. листок N 75-91 / Тульский ЦНТИ.- Тула, 1991. 4 с.

110. A.C. СССР N 1661484, МКИ 15 В 21/04. Гидравлическая система / А.М.Балабышко. Заявл. 02.01.89. Опубл. 07.07.91. Бюл. N 25. 1991.

111. A.C. СССР N 1790702, МКИ 15 В 21/04. Гидравлическая система / А.М.Балабышко. Заявл. 05.06.90. Опубл. 23.01.93. Бюл. N 3. 1993.

112. A.C. СССР N 1733727, МКИ 15 В 21/04. Гидравлическая система / А.М.Балабышко, М.С.Гуддалин, С.В.Козлов, В.В.Никитина. Заявл. 17.05.90. Опубл. 28.05.92. Бюл. N 18. 1992.

113. Балабышко А.М. Роторный насос подпитки для получения, регенерации и подачи рабочей жидкости в гидросистемы горной техники: Информ. листок N 130-91 / Тульский ЦНТИ.- Тула, 1991. -4 с.

114. Положительное решение по заявке на изобретение N 4932338/29, МКИ 15 В 21/4. Гидравлический привод / А.М.Балабышко, В.Н.Гетопанов, В.В.Никитина.- Решение о выдаче A.C. от 04.01.92.

115. Ильюшин A.A. Механика сплошной среды.- М.: Изд-во МГУ, 1971.- 246 с.

116. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред.- М.: Физматгиз, 1954.- 469 с.

117. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т.2. М.: Наука, Физматлит, 1976.- 576 с.

118. Зимин A.M. Бифуркации и аномалии в теории и практике гидромеханического диспергатора.- Уголь, 199Т, N 2, с. 29 30.

119. Зимин A.M. О бифуркационных явлениях в нестационарных гидромеханических процессах.- Теор. основы хим. технологии, 1997, Т. 31, N 3, с. 238 242.

120. Зимин А.И. Прикладная механика прерывистых течений. М.: Фолиант, 1997. 308 с.

121. Беллман Р., Калаба Р. Квазилинеаризация и нелинейные задачи.-М.: Мир, 1968.- 183 С.

122. Карепанов С.К. Современные проблемы квантовой теории поля // Научн. тр. СОГУ.- Орджоникидзе: СОГУ, 1986.- 97 С.

123. Харди Г., Литтлвуд Д., Полиа Г. Неравенства.- М.: ГИШ, 1984.- 456 С.

124. Маршалл А., Олкин И. Неравенства: теория мажоризации и ее приложения.- М.: Мир, 1983.- 560 С.

125. Экланд М., Теман Р. Выпуклый анализ и вариационные проблемы.- М.: Мир, 1979.- 598 С.

126. Валабышко A.M. Об использовании для производства рабочих жидкостей роторных аппаратов с модуляцией потока.- Уголь, 1988, N2, с. 36 38.

127. Зимин A.M., Ружицкий В.П., Карепанов O.K. Основные свойства прерывистых течений в роторных диспергаторах радиального и аксиального типа .// Математические методы в механике прерывистых течений.- СПб.: Технопанорама, 1999, с. б 18.

128. Ружицкий В.П., Карепанов С.К. Теорема о скорости изменения площади фигуры, заключенной между двумя плоскими кривыми, при их относительном вращательном соосном движении//Мат.методы в механике прерывистых течений / СПб.: Технопанорама, 1999. С. 44 48.

129. А.С. GGCP 1720698, МКМ5 В 01 ¥ 7/28. Струйно- акустический смеситель/ A.M.Балабышко, А.И.Зимин, В.П.Трубников. Опубл. 23.03.92, Бюл. N 11.

130. Ружицкий В.П., Карепанов С.К. Методика инженерного расчета роторного гидромеханического диспергатора // Актуальные проблемы теории, практики и создания роторных аппаратов: Докл. Межреспубл. научно-практ. сов. Москва, 1999. С. 35 42.

131. А. С. N 1655578 СССР. Батарейный вихревой аппарат / С.К.Карепанов, Э.Ф.Шургальский, Е.В.Фролов. Опубл. 15.06.91, Бюл. N 22.

132. А. С. N 1655578 СССР. Вихревой аппарат / С.К.Карепанов, Э.Ф.Шургальский, Е.В.Фролов, И.А.Петров. Опубл. 15.01.93, Вюл.1. N 2.

133. Карепанов С.К., Юдаев В.Ф. О нестационарных гидродинамических процессах в аппаратах химической технологии // Нестационарная гидромеханика: теория, эксперимент, практические приложения / Под ред. А.И.Зимина.- М.: СВС Технология, 1997. С. 44 49.

134. Зимин А.И., Ружицкий В.П.,Карепанов С.К. Оптимизация режима импульсного кавитационного энергетического воздействия // Материалы и изделия из них под воздействием различных видов энергии: Тез. докл. Всерос. научно-техн. конф. Москва. 1999. С. 75 77.

135. Zimin A., Karepanov S.,Rugicky V. Computer modelling and experiment for impulse cavitation dispergation of working liquids // Actual problems of theory, practice and creating of rotor apparatuses: Proc. Interrep. Conf. Moscow. 1999. P. 49.

136. Карепанов С.К., Ружицкий В.П. Реализация математической модели течения рабочей жидкости в каналах ротора и статора гидромеханического диспергатора // Математические методы в механике прерывистых течений / СПб.: Технопанорама, 1999. С. 19-27.

137. УТВЕРЖДАЮ Технический директорэкспе-завода .И.Жабин

138. МЕТОДИКА расчета роторного гидромеханического диспергатора1. Предварительные замечания

139. Знание этой функциональной взаимозависимости (взаимозависимостей) позволяет, задавая одни параметры, рассчитать другие, т. е., рассчитать аппарат на необходимый режим работы. Установлению обсуждаемой функциональной зависимости посвящен данный параграф.

140. Пб. Исходные данные для расчета:

141. Кинематический параметр: частота вращения ротора п.

142. Режимный параметр: требуемое давление на выходе: Рвых

143. Ив. Параметры, подлежащие расчету:

144. Количество и форма каналов в роторе и статоре: £ , £с.

145. Форма и количество лопастей в полости ротора г .

146. Высоты каналов ?гр, 1%0 и ротора с камерой Я , Яс.

147. Давление на входе в аппарат Рвх

148. Ширина каналов а, ширина промежутка между каналами Ь (из опыта ясно, что оптимальными являются условия:а = а; 2а < Ъ За)р ь1. Иг. Расчетные соотношения

149. Кавитация возбуждается при % < 1, но оптимальным является условие0,4 < % < 0,9. Число кавитации в нашем случае есть:2о/Я Р( 6)1. ВЫХ О V4

150. Здесь Р выходное давление (давление в рабочей камере);2а/Яо давление, обусловленное силами поверхностного натяжения; а - коэффициент поверхностного натяжения жидкости; #о -радиус кавитационного пузырька;

151. Р (8) давление насыщенных паров жидкости - функция температуры;

152. Рт глубина импульса отрицательного давления, генерируемого в паре "канал ротора - канал статора" при их относительном движении:511. Р = Р / /а