автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Повышение надежности судовых энергетических установок применением ультразвуковых технологий

На правах рукописи

Вельц Яков Яковлевич

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ПРИМЕНЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.08.05 - Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Новосибирск 2005

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Горелов Сергей Валерьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Матиевский Дмитрий Дмитриевич

доктор технических наук, профессор Барановский Александр Михайлович

Ведущая организация:

ОАО «Иртышское речное пароходство»

Защита состоится « 23 » декабря 2005 г. в 12-00 часов (ауд. 227) на заседании диссертационного совета Д 223.008.01 при ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта» по адресу: 630099, Новосибирск, ул. Щетинкина, 33, НГАВТ. (Тел./факс: (383) 222-49-76. E-mail: ngavt@ngs.ru), nsawt_ese@mail .ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Автореферат разослан «17» ноября 2005 г.

Учёный секретарь ---

диссертационного совета ^^— В.Ф. Тонышев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современное морское судно представляет собой сложное инженерное сооружение, при постройке и эксплуатации которого используются достижения различных отраслей науки, - от астрономии, радиолокации и гидродинамики до теплотехники и ядерной энергетики. Крупнотоннажные морские суда могут перевозить несколько тысяч пассажиров и десятки тысяч тонн грузов. Мощность паросиловых установок современных морских судов исчисляется десятками и сотнями тысяч киловатт. На ледокольно-транспортных судах, буксирах, каботажных пассажирских судах, паромах, пожарных и спасательных судах, т.е. на судах, работающих с переменными режимами, от которых требуются высокие маневренные качества, применяется электропередача. В этом случае главными являются многооборотные двигатели, работающие на электрогенератор, вырабатывающий электроэнергию для питания гребных или других электродвигателей. Для небольших каботажных судов, буксиров и рейдового флота целесообразно применение дизельных силовых установок. Расходы на работу и обслуживание собственно судовой энергетической установки (СЭУ) составляет более половины общих расходов. Экономичность силовой установки зависит во многом и от текущих расходов на ее обслуживание и ремонт.

В области проектирования, эффективной эксплуатации и ремонта СЭУ наиболее известными являются работы российских учёных: Барановского А.М., Бе-ляковского Н.Г., Гаврилова М.Н., Глушкова С.П., Зуева А.К., Истомина П.А., Калашникова С.А., Крылова А.Н., Лебедева О.Н., Марченко О.Я., Орлина A.C., Папковича П.Ф., Сомова В.А., Юра Г.С., Янчеленко В.А. и др.

Эффективным решением проблемы совершенствования промышленных технологий ремонта СЭУ является использование новых источников (или видов) энергии. Одним из них является ультразвук. Ультразвуковые колебания высокой интенсивности обеспечивают многократное ускорение процессов, протекающих на границе контакта материалов и среды (очистка, пропитка, полимеризация, предотвращение образования накипи, и др.), повышая качество обрабатываемых изделий.

Эффективность ультразвуковых воздействий на различные технологические процессы подтверждена многочисленными исследованиями. В направлении практического использования ультразвука наиболее известны: предприятие ЭЛМА (Германия), предприятие «Ультрасоник» (Украина), научно - исследовательские лаборатории, возглавляемые Г.В. Алексеевым (Владивосток) и В.Н.Хмелевым (Бийск). Из отечественных научно-исследовательских институтов наиболее известен Акустический институт имени H.H. Андреева. Несмотря на достигнутые ими результаты, в области ультразвуковой обработки деталей сложной формы в гидравлической среде существует множество нерешенных проблем как в научной, так и в практической областях. Ультразвуковые технологии до настоящего времени почти не использовались в производстве вследствие того, что в ультразвуковых генераторах использовались э^ерзжрвдщ^додовнодни низкой степени интеграции. К тому же излучающие эл ментШИвйМОЯШЗДмагцртострик-

ционных материалов обладали низким КПД и во время работы создавали вокруг себя вредные излучения (акустические и электромагнитные), соизмеримые по интенсивности с полезным воздействием.

Перспективный путь использования ультразвуковых колебаний высокой интенсивности в технологических процессах ремонта СЭУ может быть реализован в мощных, высокоэффективных ультразвуковых технологических установках, изготовленных на базе современной электронной техники.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка научных основ очистки поверхностей сложной формы в гидравлической среде с использованием ультразвука и основанные на этом экологически чистые технологии очистки узлов и деталей СЭУ, а также технологий пропитки обмоток электрических машин.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

провести анализ существующих технологий пропитки изоляции и очистки деталей СЭУ и выработать рекомендации по их совершенствованию;

провести теоретическую оценку особенностей ультразвуковой обработки объектов в гидравлической среде;

рассчитать и разработать типовые модульные ультразвуковые системы с целью унификации конструкции;

разработать принципы оптимизация конструкций ультразвуковых технологических систем очистки и пропитки по критерию максимальной эффективности;

разработать технологии пропитки изоляции и очистки деталей с привязкой к условиям ремонта СЭУ;

провести исследование различных типов моющих средств с привязкой к конкретным деталям СЭУ.

Методы исследования. В ходе выполнения исследований использованы методы математической физики, динамики механических систем, теории устойчивости, математической статистики и планирования экспериментов, методов линейной оптимизации. Использованы методы компьютерного моделирования и проектирования с использованием программных пакетов AutoCAD, MathCAD, КОМПАС-ЗО.

Научная новизна. В диссертационной работе решен комплекс задач, представляющих' научную новизну и позволяющих обеспечивать решение поставленной задачи:

предложены новые подходы к технологиям очистки и пропитки, основанные на прогрессивных физических методах.

разработаны математические методы и модели воздействия ультразвука в гидравлической среде на детали сложной формы.

предложены и разработаны математические модели оптимизации конструкций рабочих емкостей и мест размещения ультразвуковых излучателей плоской и объемной конфигураций;

разработан и запатентован новый способ возбуждения ультразвуковых излучателей, обеспечивающий возникновение регулярных потоков в активной среде

под воздействием вращающегося ультразвукового поля.

Достоверность научных положений и выводов подтверждена приемлемым совпадением результатов теоретических исследований с результатами экспериментов и практических испытаний, проведенных на реальных объектах, патентами на изобретения, результатами внедрения ультразвуковых технологических установок на предприятиях транспорта.

Практическая ценность работы. Результаты исследований позволили создать новые ультразвуковые технологические установки для пропитки изоляции электрических машин и очистки деталей СЭУ, внедренные на ряде предприятий транспорта. Разработаны новые технологии очистки для большой номенклатуры деталей в различных областях техники. Предложена и внедрена методика проектирования модульных ультразвуковых технологических систем, включающая основные электронные блоки, унификацию конструкций, типоразмеров, оптимизацию размещения излучателей и способов управления ими.

Реализация работы. Результаты работы внедрены на ряде предприятий транспорта и оборонного комплекса, в том числе на четырех ремонтных заводах, в 27 транспортных ремонтных предприятиях России, а также Украины, Латвии и Казахстана. Подтвержденный только ремонтными заводами годовой экономический эффект составил более 1,5 млн. рублей. Срок окупаемости технологических установок и соответствующих технологий составляет от 1,5 до 10 месяцев.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на 11 международных научно-технических конференциях:

«Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики^. Новочеркасск, 2000; «Динамика систем, механизмов и машин» Омск, 2002, 2004; «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП - 2002, АПЭП 2004, Новосибирск; «Science, Education and Society. Electric Traction Equipment» Zilina, Slovak Republic. 2003; «Современные тенденции в развитии и конструировании коллекторных и других электромеханических преобразователей энергии». Омск. 2003; «Совершенствование управления научно-техническим прогрессом в современных условиях». Пенза, 2004; «Наука в транспортном измерении», Киев, 2005;; «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте», Красноярск, 2005. «Проблемы развития рельсового транспорта», Луганск, 2005, и научно—технических конференциях в Новосибирской академии водного транспорта, 2002 - 2005 гг.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 23 печатных работах, из них 5 в центральной дечати и 4 за рубежом. По теме работы выполнены 4 отчета по НИОКР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Объем основной части диссертации составляет 131 страниц, 6 таблиц, 48 рисунков, список из 149 использованных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и связанные с ее реализацией задачи. Описаны текущее состояние вопроса в рассматриваемой области и существующие наработки. Изложены основные результаты работы, ее научная новизна, практическая значимость и полученные результаты. Приведены сведения о практической реализации результатов.

В первой главе приведены критерии оценки качества очистки деталей и узлов СЭУ. Среди основных выделены снижение трудоемкости подготовительных работ, снижение времени простоя плавсредств, повышение их надежности за счет повышения качества ремонта. На основе проведенного анализа выработаны рекомендации по совершенствованию технологии ремонта судовых дизелей и дизель-генераторных установок. При анализе технологий на основе выбранных критериев установлено, что наибольший эффект имеют ультразвуковые технологии очистки деталей. Показано, что ультразвуковая очистка поверхностей сложных деталей обладает следующими преимуществами:

геометрическая и поверхностная индифферентность: эффективность воздействия ультразвука в жидкостной среде практически не зависит от формы, размеров и состояния поверхности обрабатываемых деталей;

независимость от физико-химических свойств гидравлической среды;

отсутствие механических воздействий, разрушающих поверхности обрабатываемых деталей СЭУ.

В главе проведен факторный анализ воздействия различных гидравлических сред, их возможных композитов и отдельных применений для различных технологий, а также место рассматриваемых технологических операций в общих технологических циклах.

Во второй главе приводятся теоретические исследования распространения ультразвуковых волн в гидравлических средах и особенности их воздействия на обрабатываемые поверхности. Приводятся данные о технических характеристиках ультразвуковых волн в разных средах, их частотных диапазонах, областях использования.

Формулируется задача повышения эффективности ультразвуковой обработки деталей СЭУ сложной формы в гидравлической среде. Критерием эффективности служит время обработки при заданном качестве. При этом возникает комплекс проблем: выбор частотного диапазона, режимов излучения, типов излучателей, их расположения, мощности и способов управления.

Для решения задачи использовалось волновое уравнение вида:

' д2 / др '

= (О

Ж дх

где /- искомая функция; х - координата, по которой распространяется плоская волна; р0- давление внутри жидкости вдоль этой координаты; р0 - плотность жидкости в состоянии равновесия, / - время.

С учетом свойств жидкостей уравнение (1) может иметь решение в виде функции, представляемой рядом Маклорена, причем разложение ведется по приращениям давления Др.

Принимая неизменность давления при равновесии (дра/дх = 0), получим: дг/ д

Р0 -4 = -—(Ф), (2)

Ж дх

У

Обозначим е - — как деформацию. Тогда можно записать: сЬс

Ро+Лр = /■(рп) + /'(р0)(Лр),+^Г(р0)(Ар)1+... (3)

Выражение (3) есть разложение нелинейной функции f в ряд Маклорена. Из него деформация представляется в форме:

Ар Ар

£ =

т

Р о

Р о +Ар Р о

Отсюда исходное волновое уравнение приобретает вид: д2/ гдг/

--и -. (5)

д(2 дх2

где

« = л1/'(Ро ). (6)

Введем понятие модуля упругости:

М = Р/'(Р)£> или // = Ее,

где Е = р/'(р) = у р.

(7)

Тогда волновое уравнение принимает вид:

2 2 £_/_ я £_/

а?2 р дх2

Удельное акустическое сопротивление определяется как:

=лГЁу=Рл1/'{р) = ри (8)

Тогда средняя плотность потока энергии в синусоидальной волне:

- «

2 2

где Ут, Арт - амплитудные значения скорости и давления, соответственно. Примерные численные значения описываемых величин приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Акустические свойства веществ.

Вещество р, г-см 3 и, м/сек * II «а

Железо 7,7 5170 398-104

Кварц 2,65 5710 153-Ю4

Вода 4 1497 149-103

Масло 0,9 1450 135-Ю3

Воздух 1,29-10-3 331 42,7

Из таблицы следует:

1. Акустические параметры веществ резко отличаются друг от друга в зависимости от их агрегатного состояния. Для металлов удельное акустическое сопротивление минимум на один порядок выше, чем для жидкостей, и на пять порядков выше, чем для воздуха.

2. Те же параметры для разных типов жидкостей соизмеримы. Удельное акустическое сопротивление масла отличается от аналогичного показателя для воды на 14/150 « 10 %. Это позволило в дальнейшем не учитывать конкретный тип рабочей жидкости или ее ингредиентов.

3. Удельное акустическое сопротивление определяет передающие свойства среды применительно к звуковым волнам. Из того, что удельные акустические сопротивление воздуха и жидкости отличаются на несколько порядков, следует, что на границе двух сред (жидкость-воздух) условия распространения волны резко изменяются. Это означает, что волна претерпевает полное внутреннее отражение, независимо от среды ее возникновения. Можно считать, что на границе двух сред происходит полное внутреннее отражение: потерь энергии и ее рассеяния практически не происходит. Следовательно, в ограниченном объеме жидкости необходимо рассматривать взаимодействие двух волновых процессов с практически одинаковой интенсивностью: излучаемой и отраженных от поверхностей и стенок волн. Это же дает основание для заключения о санитарной безопасности ультразвуковых технологий, так как подавляющая часть излучения выделяется в активной зоне и на обслуживающий персонал практически не действует.

Из теории математической физики следует общее решение волнового уравнения в форме:

V(x, i) = V,(x - ct) + V2(x + ct), (10)

где V¡(y) и V2(y) - функции с ограничением требования двойной дифференци-руемости по аргументу t (в конкретном случае t интерпретируется как время).

Наиболее используемый вариант решения - представление функций V, и V¡ гармоническими:

V,(x - ct) = a¡ cos [k,(x - c,t) + <p,]; V2(x -ct) = a2 cos [k2 (x -c2t) + <p2].

Здесь вводимые величины интерпретируются следующим образом:

к2 — волновые числа; могут рассматриваться как частоты излучения. Для технических приложений целесообразно считать их равными;

а1, амплитуды волновых функций. Из соображений модульности принимаем их равными;

(р1, ф2 - фазовые соотношения двух независимых генераторов. Для дальнейших практических реализаций возможно варьирование начальными фазами для реализации динамического гидравлического воздействия на обрабатываемые детали. При этом возможны две формы реализации: - стоячие волны или объемное динамическое воздействие (варианты реализации будут рассмотрены ниже);

х - текущая координата;

С}, с2 — волновое смещение. Это очень важный параметр, определяющий эффективность ультразвуковой обработки.

Значения параметров зависят от конструкции и способов установки излучателей, их геометрических размеров, расстояний между ними и вариантов взаимного расположения.

Таким образом, варианты оптимизации в дальнейшем будем рассматривать в зависимости от двух величин:

- взаимного размещения излучателей (двух- и трехмерная реализация);

- взаимного соотношения фаз <р,.

Перепишем уравнение, вводя производную по времени и учитывая, что для гармонических функций в) = — сИ/Ж:

2 2 д I 1 <11

2 2 2

= 0. , . (12)

Здесь множитель V имеет смысл удельного объёмного затухания, которое в зависимости от координаты х может быть записано в виде:

у(*)=Г-е~а соьсох. (13)

В (12) V имеет составляющую а удельного координатного затухания, <о - текущая угловая частота. Из (13) видно, что затухание экспоненциально зависит от координаты х и дополнительно интенсивность изменяется по гармоническому закону. Значения а нормируются в децибелах на метр по текущей координате. Практически значения затухания а таковы, что при реальных размерах рабочих емкостей ослаблением излучения можно пренебречь.

Обозначим фазовую скорость <Оф в виде 0)ф = со / к, где к - волновое число; со - угловая скорость.

В простейшем случае фазовая скорость не зависит от частоты и в расчетах может не учитываться. В более сложных вариантах учитываются дополнительные факторы. Например, будем учитывать трение частиц в жидкости; тогда волновое уравнение принимает вид:

d2u „ du\ d2u

—+ 2 r-

df

dt

d x:

где у- коэффициент, пропорциональный коэффициенту жидкого трения. Получаются затухающие колебания вида:

j{kx - cot)

и = и0е

что совпадает с решением (13). Подстановка (15) в (14) дает решение:

а9 + 2iyco = к2 с2, поэтому фазовая скорость равна:

10ф —С"

1 + 2 j — б)

т.е. зависит от частоты со.

Модуль фазовой скорости принимает вид:

\a* Гс'

(1 + 2.

О)

(15)

(16)

(17)

(18)

Зависимости фазовой скорости соф от частоты б) для различных типов жидкостей приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Зависимости фазовых скоростей от частоты

№ рисунка можно видеть следующее. Во-первых, для различных типов жидкостей при одном и том же значении частоты излучения изменения фазовой ско-

10

роста не столь значительны. Например, на выделенном значении Щ разность скоростей не превышает 10 дБ. Во-вторых, зависимость Шф от частоты со тоже сравнительно невелика и не превышает 3 дБ/дек (три децибела на декаду, что соответствует изменению не более, чем в 2 раза при изменении частоты в 10 раз). Зависимость фазовой скорости от частоты называется законом дисперсии.

В частном случае относительно малых интенсивностей решение (17), получаемое из свойств связанных осцилляторов, приобретает вид:

I кх

«>Ф = + 4^1-8Ш2 (19)

где со0— частота вынужденных колебаний, генерируемых внешним источником колебаний; // - константа; х - координата распространения волны. На рисунке 2 приведены зависимости фазовой скорости ац от координаты волны х при разных //и к.

При рассмотрении полученных зависимостей определим следующее. Фазовая скорость в зависимости от геометрических координат имеет явно выраженный гармонический характер.

Обращаясь к рисунку 2, можно считать, что в активной зоне объемное распределение ультразвукового воздействия на деталь имеет сложный характер: качество обработки поверхностей зависит от множества факторов, в том числе от геометрических размеров.

1 -ц = 1000;к= 0,2; 2-//= 1200;к = 0,2; Ъ-ц= 1000; ¿ = 0,3; 4-ц = 1000;* = 0,1 Рисунок 2 — Зависимости фазовой скорости соф от координаты х при разных значениях волнового числа к и константы //

Для придания равномерности влияния на обрабатываемую поверхность жела-

телЬно варьйроёать' оДййМ йз параметров осциллирующей активной жидкости: частотой б>о, волновым параметром к или координатой а. Несмотря на противоречивую постановку'задачи, примем, что можно изменять параметры оз,„ а и к.

На основании гипотезы о прямолинейном распространении ультразвуковых колебаний, подтвержденной решением волнового уравнения, создана модель воздействия ультразвука в ограниченном объеме жидкости, основанная на геометрическом представлении, приведенном на рисунке 3.

Рисунок 3 — Модель взаимодействия волн в точке А

Как видно из рисунка 3, в точке А действуют три составляющих ультразвуковой волны: прямого излучения (вектор а ), отраженная от стенки сосуда (вектор

Ъ ) и отраженная от границы жидкости и воздуха (вектор с). В декартовых координатах учитывалась поперечная составляющая аналогичного действия. Полученная модель рассчитывалась с помощью пакета Ма1ЬСАГ). Результаты моделирования приведены на рисунках 4 и 5, причем на рисунке 4 — трехмерные диаграммы распределения давлений вдоль одного из сечений, а на рисунке 5 - топографические варианты таких диаграмм.

Из результатов моделирования видно, что распределение давлений вдоль сечения ванны явно неравномерно. Возможны так называемые «глухие зоны», в которых воздействие на обрабатываемую поверхность минимально. Поэтому необходимо принимать дополнительные меры или по уменьшению таких зон или их перемещению во время работы Исходя из этого, проведен расчет оптимального размещения ультразвуковых излучателей на плоскости основания рабочей емкости прямоугольной формы и боковой поверхности рабочей емкости цилиндрической формы с учетом длины волны, конфигурации и размеров емкости.

Рисунок 4 — Распределение гидравлического давления внутри емкости

Рисунок 5 - Распределение гидравличЛжого давления внутри емкости

Рисунок 6 - Распределение интенсивности ультразвука в рабочей среде.

Результаты расчетов проверены экспериментально, что показано на рисунке 6. Видно, что распределения интенсивностей практически совпадают с горизонтальными сечениями поверхностей по рисункам 4 и 5.

В третьей главе сформулированы основные конструктивные, технологические и санитарные требования к ультразвуковым установкам для очистки деталей дизелей и электрических машин СЭУ. В ходе работы выполнены измерения интенсивности ультразвука вне рабочей емкости.

Таблица 2 - Результаты измерений звукового давления

Среднегеометрические частоты в октавных полосах, кГц Предельно допустимые уровни звукового давления, дБ Измеренные уровни звукового давления, дБ

31,5 107 38

63 95 40

125 87 36

250 82 34

500 78 30

1000 75 31 .

2000 73 33

Видно, что санитарные нормы на ультразвуковой шум выполняются, что подтверждено положительным заключением Санэпидемнадзора. Среди других характеристик и параметров сформулированы требования по надежности, ремонтопригодности, технологической и экономической эффективности. Принято решение о создании модульной конструкции, наиболее соответствующей требованиям унификации. Структурная схема модульной системы приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Структурная схема ультразвуковой системы модульного типа

Здесь: ФД - фазовый детектор, Ф - фильтр, ГУН - генератор, управляемый напряжением, ФП - формирователь-преобразователь, ПУ - предварительный усилитель, УМ- усилитель мощности, Дс - согласующий дроссель, Р - промежуточное управляющее реле, БП - блок питания.

В устройстве применена глубокая положительная обратная связь. Это позволяет добиться устойчивости системы независимо от формы и положения обрабатываемых деталей. Выполнен расчет полосы захвата для автоколебаний, для чего составлена математическая модель автоколебательной системы, а по модели проведен компьютерный расчет, на основе которого разработана методика настройки фильтров и силовой части модулей.

Результаты проверены на действующей системе; теоретические и экспериментальные результаты совпадают с приемлемой точностью.

Модульный принцип позволил, кроме того, реализовать разные способы управления отдельными излучателями. Возможно синхронное (одновременное) возбуждение всех излучателей, но можно реализовать более сложные законы управления. В частности, автором получен патент на устройство, реализующее вращающееся динамическое ультразвуковое поле в активной среде. Экспериментально доказано, что скорость обработки, особенно крупногабаритных деталей сложной формы, возрастает более чем на 20 %.

Четвертая глава посвящена конкретным приложениям теоретических исследований и практической разработке технологий. Выполнено исследование волновых процессов в активной среде на основе представления излучающей поверхности в виде сочетаний излучающих струн.

Аналитическое решение уравнения струны с жестким закреплением и внешней вынуждающей силой имеет вид:

coa

sin- ( „ \

( \ с <D\t-х)

I\x,t) = c-sin-eos cot, (20)

coi с

sin—-с

при а <, х<£

Уравнения вида (20) моделировались в MathCAD. При этом использовался принцип суперпозиция, согласно которому результат воздействия каждого излучателя не зависит от других аналогичных воздействий. Результаты моделирования представлены на рисунке 8.

Предложены несколько способов компенсации этого недостатка: создание вращающегося поля переменного давления, включение излучателей для создания ударной волны двух типов, изменение направления вращения поля, случайная коммутация излучателей. Все предложенные способы прошли экспериментальную проверку, при которой доказано повышение эффективности (снижение времени обработки) минимум на 20%. Проведены сравнительные испытания очистки для разных типов рабочих жидкостей (растворов технических моющих

средств). Описаны конкретные технологии, в том числе технологии очистки деталей СЭУ: шатунно-поршневой группы и топливной аппаратуры СДВС, фильтров топливной и масляной систем дизелей, деталей электрической аппаратуры сложной конфигурации из различных материалов. Разработаны технологические карты для основных технологий.

Кроме того, автором предложена и внедрена новая технология ультразвуковой пропитки изоляции электрических машин (гребных и вспомогательных двигателей, силовых генераторов), превосходящая по своим технико-экономическим показателям вакуумно-нагнетательные системы. Установка эффективно работает с ноября 2002 года.

п.дад -II («,1,1,и О ад -исц1,ш,и у

Г1_3 п.»

Рисунок 8 - Моделирование излучательной способности поверхности

В главе также приводится перечень деталей и технологий для других видов техники, в том числе подтвержденный экономический эффект от их внедрения. Приведены примеры расчета экономической эффективности.

Общие выводы и практические результаты диссертационной работы

1. Проведен анализ существующих технологий очистки деталей СЭУ. Определены недостатки технологий и оборудования. Разработаны критерии оценки качества технологий и произведен выбор на их основе перспективных физических процессов.

2. Доказана перспективность использования ультразвукового способа очистки поверхностей деталей шатунно-порпгневой группы, топливной и масляной систем дизелей, обеспечивающего высокую экологичность, взрыво- и пожаробе-зопасность, экономию энергии и трудозатрат.

3. Проведена теоретическая оценка возможностей ультразвуковой обработки деталей СДВС и вспомогательного оборудования в гидравлической среде. Разработана математическая модель и проведены компьютерные вычисления суммарного воздействия ультразвуковых волн различного типа в замкнутом объеме. Рассчитаны и построены диаграммы объемного распределения ультразвуковых давлений, подтвержденные экспериментально.

4. На основе уравнений математической физики произведены расчеты эффективности ультразвуковых излучений в зависимости от мест размещения излучателей. Определены оптимальные конфигурации размещения излучателей.

5. Предложена и реализована колебательная система с глубокой положительной обратной связью, обеспечивающая абсолютную устойчивость автоколебаний и малое время входа в резонанс.

6. Впервые предложена схема динамического управления излучателями, подтвержденная патентом, и варианты такого управления, подтвержденные экспериментально и дающие повышение эффективности очистки узлов и деталей СЭУ ультразвуковым способом по крайней мере на 20%.

7. Разработана и реализована модульная система исполнения технологических ультразвуковых установок, обеспечивающая гибкость реализации по электронной, конструктивной и механической части, дающая основу для серийного производства.

8. Выработаны рекомендации по типам излучателей, их конструкции, типам моющих средств и режимам работы, на основе которых разработаны конструкции технологических систем по критерию максимальной эффективности.

9. Разработан типоразмерный ряд ультразвуковых технологических комплексов оптимальной конфигурации для обработки деталей различного типа на основе ультразвукового модуля «УМ». Получены сертификат соответствия и санитарно-эпидемиологические заключения.

10. Разработаны технологии и оборудование для очистки деталей и пропитки изоляции электрических машин, учитывающие особенности СЭУ крупнотоннажных и маломерных судов.

11. Проведено исследование влияния состава моющей среды на конечный результат, дающее возможность давать рекомендации по подбору технических моющих средств для конкретных сочетаний материал-загрязнитель для узлов и деталей дизелей и других компонентов СЭУ.

12, Разработаны , новые способы управления ультразвуковыми модулями, увеличивающие эффективность очистки, в том числе деталей, топливной аппаратуры СДВС, не очищаемых традиционными технологиями.

13. По результатам научных исследований внедрено более 30 типов ультразвуковых систем и установок на предприятиях транспорта и оборонного комплекса. Только подтвержденный годовой экономический эффект составил более

5 млн. рублей.

Основные результаты, полученные в диссертационной работе, изложены в следующих публикациях:

1. Вельц Я.Я. Применение мощных ультразвуковых установок на транспорте [Текст]/ Я.Я. Вельц, И.К. Корандашев; Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: матер, междун. диет, науч.— практ. конф. в 10 т. Т.2; - Новочеркасск. - 2000. - С. 161-162.

2. Вельц Я.Я. Особенности использования ультразвука в технологических процессах на предприятиях железнодорожного транспорта [Текст]/ Я.Я. Вельц, А.Н. Головаш, А.И. Ступаков; Динамика систем, механизм, и машин: матер, междун. науч.-практ. конф.: - Омск - 2002. - С. 67.

3. Вельц Я.Я. Многофункциональная ультразвуковая технологическая установка [Текст}/ Я.Я. Вельц, A.C. Пимшин, А.И. Ступаков; Актуальные проблемы электронного приборостроения: матер. VI междун. конф. АПЭП-2002 в 7 т. Т.2 - Новосибирск. - 2002. - С. 72-73.

4. Вельц ЯЛ. Пропитка изоляции с помощью ультразвука [Текст]/ Я.Я. Вельц, Н.П. Панченко, С.Н.Сердюков; научн.-теоретич. техн.-экон. журн./ учредитель Министерство путей сообщения - 1826, июль - М.: Железнодорожный транспорт, 2003, №8. - С.76-77.

5. J.J.Vel'ts Application of ultrasound technologies at railway enterprises/ J.J.Vel'ts, A.N.Golovash, I.J.Vel'ts; Means of Transport. Electric Traction Equipment: Science. - Zilina, Slovak Republic. - 2003 - P. 68-69.

6. Вельц Я.Я. Новые технологии восстановления обмоток тяговых двигателей [Текст]/ Я.Я. Вельц, А.Н. Головаш и др.; Соврем, тенденц. в разв. и конст-руир. коллекторных и других эл.-мех. преобразователей энергии: матер. VIII все-росс. науч.- техн. конф./ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 10-11 нояб. 2003 г. - Омск. - 2003. - С. 178 -179.

7. Вельц Я.Я. Организационно-экономическая политика при разработке технических средств для железнодорожного транспорта [Текст] /Я.Я. Вельц, И.Я. Вельц, А.Н. Головаш, П.Н. Рубежанский, В.Г. Шахов; Совершенствование управления научно-техническим прогрессом в современных условиях: матер, науч.- техн. конф.; Пенза 18-20 марта 2004. - Пенза - 2004. - С. 117- 119.

8. Заявка 2001101682 Российская Федерация МКП7 В06В1/06 Способ изготовления ультразвукового пьезопреобразователя [Текст]/Вельц Я.Я., Головаш А.Н.; заявитель ГУП Центр «Транспорт»; заявл. 03.02.2003; опубл. 20.08.2004, №2003103263/28 /Рефераты рос. патент, док-в №8 2004; приоритет 03.02.2003. -

6 с.

9. Вельц Я.Я. Ультразвук вместо стирального порошка, скребка и щетки [Текст]/ Я .Я. Вельц; произв.-техн. науч.-попул. жури. ! учредитель Министерство путей сообщения - 1957, январь. - М.: Локомотив, 2004, №8(574) . - С. 29-30.

10. J.J.Vel'ts Ultrasound plant for impregnation of isolation of electric ma-chines/JJ. Vel'ts, I.J. Vel'ts; An actual problems of electronic instrument engineering АРЕГЕ - 2004. In 7 volume, Vol.1. - Novosibirsk - 2004. - P 68-70.

11. Вельц Я.Я. Ультразвуковая установка для пропитки изоляции электрических машин [Текст]/ Я.Я. Вельц, И.Я. Вельц; Актуальные проблем^ электронного приборостроения АПЭП - 2004. матер, науч.- техн. конф. В 7т; ТЗ. - Новосибирск - 2004. - С. 146-148.

12. Вельц Я.Я. Автокомпенсация износа деталей трибосистем [Текст]/ П.Н. Рубежанский, Н.Г. Макаренко, А.Н. Головаш, Я.Я. Вельц; научн.-теоретич. техн,-экон. журн./ учредитель Министерство i./тей сообщения - 1826, июль. - М.: Железнодорожный транспорт, 2004, №4. - С. 82-83.

13. Патент №2259953 Российская Федерация 1УПСП7 C02F1/52 Способ очистки сточных вод [Текст] / Шатохин А.Ф., Черняев В.Н., Головаш А.Н., Вельц Я.Я., Артемченко В.Е., Наговицын B.C.; заявитель и патентообладатель ГУЛ Центр «Транспорт»; № 2003127491/15 10.09.2003; заявл. 10.09.2003. опубл. 10.09.2005. Бюл. № 25. - 5с.

14. Патент №2262397 Российская Федерация МКП7 В 08 В 1/12 Способ ультразвуковой очистки поверхностей и устройство для его осуществления [Текст] /Вельц Я.Я.; заявитель и патентообладатель Вельц Я.Я.; №2004108461/28; заявл. 23.03.04. опубл. 20.10.2005. Бюл. №29. - 6 с.

15. Вельц Я.Я. Технология восстановления изоляции обмоток электрических машин/ Я.Я. Вельц, И.Я. Вельц, A.B. Дерябин, Е.В. Ридигер; Наука в транс, измерении: матер, междун.науч- техн. конф.; Киев 11-13 мая 2005. - Киев -2005.-С. 172-174.

16. Вельц Я.Я. Пропитка изоляции с применением ультразвука [Текст] / Я.Я. Вельц, C.B. Горелов; Науч. пробл. трансп. Сибири и Дальнего Востока. -Новосибирск, 2005. - №2. - С. 89-91.

17. Вельц Я.Я. Расчет эффективного размещения ультразвуковых излучателей в технологических установках [Текст]/ ЯЛ. Вельц, C.B. Горелов; Науч. пробл. трансп. Сибири и Дальнего Востока. - Новосибирск. - 2005. - №2. - С. 92-97.

18. Вельц Я.Я. Общие принципы использования ультразвуковых технологий при ремонте судовых установок [Текст] / Я.Я. Вельц, C.B. Горелов; Науч. пробл. трансп. Сибири и Дальнего Востока. - Новосибирск. - 2005. - №2. - С. 86-88

19. Вельц Я.Я. Технология и оборудование для ультразвуковой очистки деталей и узлов железнодорожной техники [Текст]/Я.Я. Вельц, И.Я. Вельц, С.П. Демянишин; Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте: матер, науч.- техн. конф.; 19-21 июня 2005. Красноярск - Красноярск - 2005. - С. 89-92.

20. Вельц Я.Я. Проблема ценообразования для предприятий разработчиков

[Текст]/ Вельц Я.Я., Вельц И .Я.; матер. XV междунар. науч.- техн. конф.; Алушта 19-23 сент. 2005. - вестник Вост.-украинск. нац. ун-та им. В. Даля. 4.1- Луганск -2005.-С. 220-222.

21. Вельц Я.Я. Исследование процесса лакообразования моторных масел [Текст]/ Я.Я. Вельц, C.B. Горелов, Б.Д. Умаров, Г.В. Шувалов; Ползуновский вестник. - Барнаул, 2005. - №2.

22. Вельц Я.Я. Снижение надежности двигателей внутреннего сгорания при загрязнении моторных масел [Текст]/ Я.Я. Вельц, C.B. Горелов, Б.Д. Умаров; Ползуновский вестник. - Барнаул, 2005. - №2.

23. Вельц, Я.Я. Совершенствование качества моторных масел [Текст] / Я.Я. Вельц, C.B. Горелов, Б.Д. Умаров, Г.В. Шувалов; Ползуновский вестник. — Барнаул, 2005. - №2.

Личный вклад в статьях, опубликованных в соавторстве, составляет не менее 50%.

Кроме того, отдельные вопросы диссертации рассмотрены в четырех отчетах по научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам.

Подписано в печать 11 ноября 2005 г. с оригинал макета.

Бумагу офсетная № 1, формат 60x84 1/16, печать R^. <*

Усл. печ. л. 1,2 тираж 100 экз., заказ № . Бесплатно.

ФГОУ ВПО Новосибирская государственная академия водного транспорта (НГАВТ)

639099, Новосибирск, ул. Щетинкина, 33 Лицензия ЛП№ 021257 от 27.11.1997 Отпечатано в отделе оформления НГАВТ

V

/f<flr '

18-1884

ВВЕДЕНИЕ

• ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ И ПРОПИТКИ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

1.1 ритерии оценки технологий

1.2 Классификация существующих технологий очистки деталей

1.3 Технологии пропитки изоляции электрических машин

1.4 Обзор перспективных ультразвуковых технологий

1.4.1 Ультразвуковой способ очистки деталей

1.4.2 Ультразвуковой способ пропитки изоляции 26 Выводы по главе

ГЛАВА 2 АНАЛИЗ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В АКТИВНОЙ

ЖИДКОСТНОЙ СРЕДЕ

2.1 Характеристика ультразвуковой волны

2.2 Физические свойства ультразвука 32 Э 2.2.1 Акустические свойства

2.2.2 Характерные особенности ультразвука

2.3 Волновое уравнение и его особенности для ультразвуковых систем

2.4 Общие решения волнового уравнения

2.5 Экспериментальные исследования распределения 65 Выводы по главе

ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ УНИВЕРСАЛЬНОГО

УЛЬТРАЗВУКОВОГО МОДУЛЯ

3.1. Критерии обоснования конструкции

3.2 Обоснование модульной схемы ультразвуковой системы

3.2.1 Ультразвуковые генераторы

3.2.2 Ультразвуковые излучатели

3.3 Исследование переходных процессов пьезоэлектрических излучателей с жесткой обратной связью 91 3.4. Экспериментальные исследования переходного процесса 98 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ СИСТЕМ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

4.1. Теоретическое обоснование оптимального размещения излучателей в активной зоне

4.2. Анализ возможностей придания равномерности гидравлическим воздействиям в активной зоне

4.3. Технологии очистки деталей ультразвуковым способом

4.3.1 Технология очистки радиаторов выпрямительных установок

4.3.2 Технологические и технико-экономические характеристики ультразвуковых установок

4.4. Технология и оборудование для пропитки изоляции электрических машин

Выводы по главе

Современное морское судно представляет собой сложное инженерное сооружение, при постройке и эксплуатации которого используются достижения различных отраслей науки, — от астрономии, радиолокации и гидродинамики до теплотехники и ядерной энергетики. Крупнотоннажные морские суда могут перевозить несколько тысяч пассажиров и десятки тысяч тонн грузов. Мощность паросиловых установок современных морских судов исчисляется десятками и сотнями тысяч киловатт. На ледокольно-транспортных судах, буксирах, каботажных пассажирских судах, паромах, пожарных и спасательных судах, т.е. на судах, работающих с переменными режимами, от которых требуются высокие маневренные качества, применяется электропередача. В этом случае главными являются многооборотные двигатели, работающие на электрогенератор, вырабатывающий электроэнергию для питания гребных или других электродвигателей. Для небольших каботажных судов, буксиров и рейдового флота целесообразно применение дизельных силовых установок. Расходы на работу и обслуживание собственно судовой энергетической установки (СЭУ) составляет более половины общих расходов. Экономичность силовой установки зависит во многом и от текущих расходов на ее обслуживание и ремонт [11].

В области проектирования, эффективной эксплуатации и ремонта СЭУ наиболее известными являются работы российских ученых Барановского A.M., Беляковского Н.Г., Гаврилова М.Н., Глушкова С.П., Зуева А.К., Истомина П.А., Калашникова С.А., Крылова А.Н., Лебедева О.Н., Марченко О.Я., Орлина А.С., Папковича П.Ф., Сомова В.А., Юра Г.С., Янчеленко В.А. и др.

Эффективным решением проблемы совершенствования промышленных технологий ремонта СЭУ является использование новых источников (или видов) энергии. Одним из них является ультразвук. Ультразвуковые колебания высокой интенсивности обеспечивают многократное ускорение процессов, протекающих на границе контакта материалов и среды (очистка, пропитка, полимеризация, предотвращение образования накипи, и др.), повышая качество обрабатываемых изделий.

Эффективность ультразвуковых воздействий на различные технологические процессы подтверждена многочисленными исследованиями. [130,145,139] В направлении практического использования ультразвука наиболее известны: предприятие ЭЛМА (Германия), предприятие «Ультрасоник» (Украина), научно - исследовательские лаборатории, возглавляемые Г.В. Алексеевым (Владивосток) и В.Н.Хмелевым (Бийск). Из отечественных научно-исследовательских институтов наиболее известен Акустический институт имени Н.Н. Андреева. Несмотря на достигнутые ими результаты, в области ультразвуковой обработки деталей сложной формы в гидравлической среде существует множество нерешенных проблем как в научной, так и в практической областях. Ультразвуковые технологии до настоящего времени почти не использовались в производстве вследствие того, что в ультразвуковых генераторах использовались электронные компоненты низкой степени интеграции. К тому же излучающие элементы на основе магнитострикционных материалов обладали низким КПД и во время работы создавали вокруг себя вредные паразитные излучения (акустические и электромагнитные), соизмеримые по интенсивности с полезным воздействием.

Перспективный путь использования ультразвуковых колебаний высокой интенсивности в технологических процессах ремонта СЭУ может быть реализован в мощных, высокоэффективных ультразвуковых технологических установках, изготовленных на базе современной электронной техники и пьезокерамических излучающих элементов.

1. Ультразвуковые колебания высокой интенсивности обеспечивают многократное ускорение процессов, протекающих между жидкими и жидкодис-персными средами (растворение, очистка, дегазация, пропитка, эмульгирование, экстрагирование, кристаллизация, полимеризация, предотвращение образования накипи, и др.). При этом не только увеличивается выход полезных продуктов (например, экстрактов), но и в ряде случаев им придаются дополнительные свойства (например, биологическая активность и стерильность). Кроме того, удается получить вещества с новыми свойствами (например, тонкодисперсные эмульсии и суспензии).

2. Воздействие ультразвуковых колебаний на хрупкие твердые материалы позволяет осуществлять технологические процессы, практически не реализуемые традиционными методами - размерную обработку (сверление, снятие фасок, выполнение пазов) таких материалов, как керамика, полупроводниковые материалы, стекло, самоцветы, ферриты и т.п.

3. Ультразвуковые колебания позволяют интенсифицировать многие процессы, происходящие на границе контакта материалов (сварку металлов и полимерных материалов, склеивание), ускоряя технологические процессы и повышая качество получаемых изделий.

Несомненные и уникальные достоинства ультразвуковых технологий должны были обеспечить их широчайшее использование при решении сложных проблем современных производств, ориентированных на выпуск конкурентоспособной продукции. Однако отмеченные выше достоинства ультразвуковых технологий до настоящего времени почти не используются в практической производственной деятельности. Причин этому несколько. а) До недавнего времени ультразвуковые аппараты изготовлялись из электронных компонентов низкой степени интеграции, а излучающие элементы и волноводы представляли собой сложные конструкции на основе магнитострикционных материалов.

Использовавшиеся в производственной практике мощные генераторы ультразвуковых колебаний обладали очень низким КПД и во время работы создавали вокруг себя вредные излучения (акустические и электромагнитные), несоизмеримые с полезными воздействиями. б) Малое распространение ультразвуковых технологий было обусловлено тем, что отсутствовал рынок потребителей мощных ультразвуковых аппаратов, и только рыночное развитие экономики стимулировало появление множества предприятий, успешная деятельность которых в значительной степени зависит от эффективности используемых технологий. в) Широкое внедрение ультразвуковых технологий сдерживалось отсутствием методического обеспечения, регламентирующего применение ультразвуковых технологий и аппаратуры в промышленности. г) Реализация ультразвуковых технологий и применение ультразвуковых аппаратов ограничивались отсутствием комплексного подхода к измерениям параметров аппаратуры, технологических процессов и готовой продукции, способного обеспечить оптимальную настройку аппаратов и максимальную эффективность ультразвуковых воздействий на обрабатываемые среды.

Из вышеизложенного очевидно, что перспективный путь интенсификации различных технологических процессов с помощью ультразвуковых колебаний высокой интенсивности должен получить дальнейшее развитие, и должен быть реализован в малоэнергоемких, высокоэффективных ультразвуковых установках. Использование ультразвуковых технологий может иметь важное значение при ремонте и обслуживании судовых энергетических установок (СЭУ).

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка научных основ очистки деталей СЭУ в гидравлической среде с использованием ультразвука и основанных на этом экологически чистых технологий очистки узлов и деталей техники, а также технологий пропитки обмоток электрических машин.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

- проанализировать существующие технологии очистки деталей и пропитки изоляции электрических машин СЭУ и выработать рекомендации по их совершенствованию;

- провести теоретическую оценку особенностей ультразвуковой обработки объектов в гидравлической среде;

- рассчитать и разработать типовые модульные ультразвуковые системы с целью унификации конструкции;

- разработать принципы оптимизации конструкций ультразвуковых технологических систем очистки и пропитки по критерию максимальной эффективности;

- разработать технологии очистки деталей и пропитки изоляции с привязкой к условиям ремонта дизель-генераторов и гребных двигателей СЭУ;

- провести исследование различных типов моющих растворов с привязкой к конкретным деталям дизелей СЭУ.

Методы исследования. В ходе выполнения исследований использованы методы математической физики, математической статистики и планирования экспериментов, методов линейной оптимизации. Использованы методы компьютерного моделирования и проектирования с использованием программных пакетов AutoCAD, MathCAD, KOMTIAC-3D.

Научная новизна. В диссертационной работе решен комплекс задач, представляющих научную новизну и позволяющих обеспечивать решение поставленной задачи.

1. Предложены новые подходы к технологиям очистки и пропитки, основанные на прогрессивных физических методах.

2. Разработаны математические методы и модели воздействия ультразвука в гидравлической среде на детали сложной формы.

3. Предложены и разработаны математические модели оптимизации конструкций рабочих емкостей и мест размещения ультразвуковых излучателей плоской и объемной конфигураций;

4. Разработан и запатентован новый способ возбуждения ультразвуковых излучателей, обеспечивающий возникновение регулярных потоков в активной среде под воздействием вращающегося ультразвукового поля.

Достоверность научных положений и выводов подтверждена результатами внедрения ультразвуковых технологических установок на ремонтных предприятиях, практическими испытаниями и экспериментами, проведенными на реальных объектах.

Практическая ценность работы. Результаты исследований позволили создать новые ультразвуковые технологические установки для пропитки изоляции электрических машин и очистки деталей, внедренные в ряде ремонтных предприятий. Разработаны новые технологии очистки для большой номенклатуры деталей судовых энергетических установок, включая элементы дизелей, механическое и электрическое оборудование. Предложена и внедрена методика проектирования модульных ультразвуковых технологических систем, включающая основные электронные блоки, унификацию конструкций, типоразмеров, оптимизацию размещения излучателей и способов управления ими.Внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены на ряде предприятий транспорта, в том числе на четырех ремонтных заводах, в 27 ремонтных предприятиях транспорта и военно-промышленного комплекса России, а также на предприятиях Украины, Латвии и Казахстана. Подтвержденный только двумя ремонтными заводами годовой экономический эффект составил более 1,5 млн. рублей. Срок окупаемости технологических установок и соответствующих технологий составляет от 1,5 до 10 месяцев.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Международных научно-технических конференциях: «Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики», Новочеркасск, 2000; «Динамика систем, механизмов и машин» Омск, 2002; «Актуальные проблемы электронного приборостроения» АПЭП - 2002, АПЭП 2004, Новосибирск; «Science, Education and Society. Electric Traction Equipment» Zilina, 2003; «Современные тенденции в развитии и конструировании коллекторных и других электромеханических преобразователей энергии». Омск. 2003; «Совершенствование управления научно-техническим прогрессом в современных условиях». Пенза, 2004; «Наука в транспортном измерении», Киев, 2005. «Проблемы развития рельсового транспорта», Луганск, 2005; «Ресурсосберегающие техноло

10 гии на железнодорожном транспорте», Красноярск, 2005, и научно-технических конференциях в Новосибирской академии водного транспорта, 2002-2005 гг.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 23 печатных работах, из них 5 в центральной печати и 4 за рубежом. По теме работы выполнены 4 отчета по НИОКР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Объем основной части диссертации составляет 131 страниц, 6 таблиц, 49 рисунков, список из 149 использованных источников.

Выводы по главе

1. Проведен анализ критериев качества очистки поверхностей. Установлено, что существующие стандарты не удовлетворяют требованиям к функциональной надежности судовой техники. Сформулированы требования к качеству очистки.

2. Выполнено исследование способов и технологий очистки деталей во время ремонта. Установлено, что при использовании ультразвуковых технологий производится переход на пожаробезопасные и экологически чистые технологии с минимальным загрязнением окружающей среды.

3. Рассмотрены существующие ультразвуковые системы пропитки изоляции электрических машин СЭУ. Выявлены их недостатки и предложены рекомендации по совершенствованию. щ ф

ГЛАВА 2 АНАЛИЗ ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В АКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ СРЕДЕ

2.1 Характеристика ультразвуковой волны

Упругие волны принято делить на инфразвуковые с частотой до 20 Гц, звуковые, частота которых лежит в пределах от 20 Гц до 20 кГц, ультразвуковые с частотой от 20 кГц до 100 МГц и гиперзвуковые, частота которых превышает 100 МГц. Это деление по частоте в значительной мере условно, поэтому, говоря об упругой волне частотой, например 18 кГц, можно называть ее как звуковой, так и ультразвуковой.

Распространяющуюся в среде гармоническую ультразвуковую волну можно описать уравнением [78] х a = A-smco(t—) (2.1) с j где а - смещение частиц среды относительно положения равновесия, А — амплитуда смещения, со = 2ж/Т = 2 ж / - круговая частота (Т - период, / - частота волны), t - время, с - скорость волны, х - текущая координата. Величина co'(t — х/с) называется фазой волны.

Ультразвуковая волна, как и любая другая, периодична в пространстве и во времени. Временной период Т и пространственный период Л, который называется длиной волны, связаны между собой соотношением:

Л = сТ = ~ (2.2)

Частицы среды, в которой распространяется ультразвук, совершают колебательные движения около своих положений равновесия. Можно считать, что в области, где существует ультразвуковая волна, одновременно распространяются волны смещений, скоростей и ускорений. Если волна смещений описывается формулой (2.1), то две последние выражаются формулами: d x и = —a = coA cos co(t—), (2.3) dt с d x b = —и = -co2Asma)(t—), (2.4) dt с где U = 6)Avib = co2A— соответственно амплитуды скорости и ускорения.

Участок среды объемом V и массой /я, в которой распространяется волна, обладает потенциальной энергией: kV о)2А2 2 , х

---=—COS 0)(t —

2 с2 с

Wn=----—cos'<»(/—), (2.5) где к - модуль упругости (Юнга), и кинетической энергией:

Wk=^--co2A2 cos2 G)(t - -), (2.6)

2 С т где р = — — плотность среды.

Из этих формул видно, что потенциальная и кинетическая энергии бегущей волны изменяются в одной фазе. Полная энергия участка волны - величина переменная, зависящая от t и х, определяется выражением:

W = wn + wk=^(\ + р)со2А2 cos2 a>(t--) (2.7) С с

При распространении волны энергия переходит из одних участков среды в другие. Из закона сохранения энергии в упругой волне максимальные значения потенциальной и кинетической энергии должны быть равны между собой.

Приравняем формулы (2.5) и (2.6) и найдем 2 + р. После преобразований скорость упругой волны определится выражением: Г с = Л—. (2.8)

VP

Подставляя полученное значение скорости в формулу (2.7), будем иметь:

W = Vpco2A2 cos2 0)(t - -). (2.9) с

Акустическая энергия, заключенная в единице объема среды, через которую проходит ультразвук, называется плотностью энергии. Плотность энергии W ( х ^ = р со2 А2 • cos2 со A t--,- величина переменная. Поэтому ультразвуко

V \ с) вую волну часто характеризуют средней по времени плотностью энергии. Среднее значение квадрата косинуса любого аргумента равно 1/2, следовательно, средняя плотность энергии равна:

Е = —рй)2А2 = 2л:2 рА2 f2 = — pU2. (2.10)

Интенсивность, или сила ультразвука определяется как количество энергии, переносимой волной за единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распространения ультразвука. Из приведенных определений следует, что интенсивность / тесно связана со средней плотностью энергии:

1 = сЕ = 2 n2A2f2pc = ±U2pc. (2Л 1} л

Интенсивность ультразвука измеряется в Вт/см .

Произведение р с, входящее в формулу (2.11), получило название акустического сопротивления среды.

При распространении ультразвуковой волны в среде возникают области сжатия и разрежения. Появляющееся при этом переменное давление называется звуковым. Звуковое давление выражается формулой: х р = р0 + Аре со cos co(t —) 12) где р0 - давление в среде в отсутствии волны, Р = А-рссо - амплитуда переменного звукового давления. Из формул (2.11) и (2.12) видно, что амплитуда звукового давления связана с интенсивностью соотношением: которое показывает, что интенсивность ультразвука обратно пропорциональна акустическому сопротивлению среды.

Из формул (2.3) и (2.12) следует также, что отношение амплитуд звукового давления и колебательной скорости равно акустическому сопротивлению среды: Р

JJ- = Р° (2-14)

2.2 Физические свойства ультразвука 2.2.1 Акустические свойства

Ультразвук и звук - это волны одной природы, поэтому все явления акустики наблюдаются и в ультразвуковой области частот. Звуковые и ультразвуковые волны распространяются с определенной скоростью, зависящей от свойств окружающей среды [74]. При распространении ультразвуковые и звуковые волны переносят энергию, причем часть энергии «теряется» в среде, что приводит к затуханию волн. Для ультразвуковых волн, так же как и для звуковых существует явление Доплера - эффект изменения воспринимаемой приемником частоты волны при движении приемника или источника относительно среды. Это свойство используется в ультразвуковых расходомерах. Скорость звука в определенных условиях зависит от частоты. Это явление, называемое дисперсией, имеет место и в ультразвуковом диапазоне.

Переход звуковых и ультразвуковых волн из одной среды в другую сопровождается отражением и преломлением на границе раздела сред. При наложении нескольких когерентных звуковых волн происходит явление интерференции. То же явление наблюдается и для ультразвука. Если звуковая или ультразвуковая волна встречает на своем пути препятствие, она огибает его. Это явление называется дифракцией упругой волны. Ультразвуковые и звуковые волны могут быть как продольными (в газах, жидкостях и твердых телах), так и поперечными (в твердых телах).

2.2.2 Характерные особенности ультразвука

Существует обширный класс явлений, которые характерны только для ультразвука. Их трудно обнаружить в области звуковых частот. К ним относятся, например, радиационное давление, акустический ветер, ультразвуковой фонтан, притяжение частиц в ультразвуковом поле и т.д. Эти явления не наблюдаются в звуковом диапазоне частот, потому что ультразвуковая волна, имея большую частоту, чем звуковая, обладает при той же амплитуде и большей интенсивностью. Высокочастотные колебания частиц среды значительной интенсивности, естественно, оказывают более сильное влияние на физические процессы, сопровождающие распространение ультразвука, чем слабые звуковые колебания. Применение ультразвука связано в основном с двумя его характерными особенностями: лучевым распространением и большой плотностью энергии [58]. Из-за малой длины волны распространение ультразвуковых волн с сопровождающими эффектами: отражением, фокусировкой, образованием теней.

2.3 Волновое уравнение и его особенности для ультразвуковых систем

Рассмотрим следующую формальную задачу. В трехмерный сосуд с ультразвуковыми излучателями, расположенными в основании сосуда, и заполненный до некоторого уровня h активной жидкостью, помещается физическое тело (деталь, подлежащая очистке). Условное изображение рабочей емкости для очистки деталей с использованием ультразвука приведено на рисунке. 2.1.

Активной зоной является объем жидкости размером axbxh. Необходимо оптимизировать процедуру очистки по одному из критериев:

- минимальный расход энергии W; минимальное время очистки Т0.

Рисунок 2.1 - Активная часть ультразвуковой установки

Эти критерии взаимосвязаны. Можно считать, что ультразвуковая установка работает в стационарном режиме, т.е. с постоянной мощностью Р. Это наиболее благоприятный режим, обеспечивающий стабильный технологический процесс. Тогда количество израсходованной энергии W определяется из простейшего соотношения:

Т„ тв

W= \p(t)dt = p jdt = PT0 (2.15) о о

Следовательно, минимизация по времени эквивалентна минимизации по потребляемой энергии.

Параметры, по которым можно проводить оптимизацию, могут быть следующими:

- линейные размеры сосуда аиЪ\

- высота жидкости /г;

- варианты размещения излучателей (на рисунке обозначены УИ). Для решения задачи рассмотрим волновое уравнение вида [58]: где / - искомая функция; х - координата, по которой распространяется плоская волна; р— давление внутри жидкости вдоль этой координаты; р0 -плотность жидкости в состоянии равновесия.

Как видно из (2.16), динамика волнового процесса определяется дифференциальными уравнениями второго порядка в частных производных. Уравнение применимо в неограниченной по размерам сфере. Из термодинамики известно, что р есть функция плотности и температуры жидкости. Температура, в свою очередь, изменяется при сжатии и растяжении. Теплопроводность жидкостей, в отличие от твердых веществ, очень мала, поэтому в первом приближении можно считать, что процесс распространения переменного давления происходит адиабатически, то есть без заметного теплообмена между соседними частями. Тогда давление превращается в однозначную функцию от плотности:

Р =f(Po)

Обозначим:

Р=Ро + Лр; р = р0 + Ар (2.17) где Ар и Ар - соответственно изменения давления и плотности при нарушении равновесия. др о

Принимая неизменность давления при равновесии -= 0, и подставляя дх

2.17) в (2.16), получим: д2/ д

0 dt2 dx df

Обозначим б = — как деформацию. дх

Тогда можно записать:

Ар). (2.18) ро + Ар =f(Po + Ар) =f(Po) + f'(po) Ар + f"(p0)(Ар) + . (2.19)

Выражение (2.19) есть разложение нелинейной функции f в ряд Маклоре-на [63].

Поскольку f(p0) — ро> выражение (2.5) преобразуется к виду:

Ар =f'(Po)Ap + f"(p0)(Ар)2 + .

2.20)

В простейшем случае (незначительные изменения давления, сводящиеся к малым приращениям) ряд (2.20) ограничивается первым членом.

В ходе динамических деформаций исходный объем VQ превращается в V(t):

V(t) = V0[l+e(t)]. (2.21)

С другой стороны, произведение плотности на объем, равное массе вещества, не меняется: p(t)V(t)=p0 VQ = m. (2.22)

Подставляя (2.21) в (2.22), получим: ро + Ар)(1 + £) = ро, откуда: =

Ар

Ар г 1 V

Ар Ро У

Ро + Ар Ро Пренебрегая степенями высшей малости, получаем: = -Ар/р0; Ар — —р0 £.

Тогда:

Ар = ~РоГ(Ро)£ = -РоГ(Ро)-Отсюда исходное волновое уравнение приобретает вид: д2/ ?д2/

2.23) dt2 и дх2 где

V7лро)

2.24)

2.25)

2.26)

2.27)

Выражение (2.26) содержит величину и, физический смысл которой соответствует скорости распространения упруго-вязкой волны в гидросреде. Исходя из (2.27), скорость распространения и пропорциональна квадратному корню из производной давления по плотности. Введем понятие модуля упругости:

М = РГ(Р)£> или ji — Ее, где Е = pf(p) = у р.

Тогда волновое уравнение приобретает вид: д2/ Е д2/ dt2 р дх2 откуда:

2.28) и = \~* (2-29>

Здесь Е - взвешенный модуль упругости. Из (2.29) запишем:

Е = уи2 (2.30) Удельное акустическое сопротивление определяется как: =J^y=pjf'{p) = pu (2.31) Тогда средняя плотность потока энергии в синусоидальной волне: 1 I—ЕГГ 1 (4Q2 q = ~^YPVm = - ,--(2.32)

1 1 4грр где Vm, Лрт - соответственно амплитуды скорости и давления. Выражение (2.32) имеет прямую аналогию с электрическими цепями. Если выразить в виде U действующее значение электрического напряжения, a R -активное сопротивление цепи, то мощность Р определяется выражением: и2 и2

Р = — = (2.33) л 2/г где Um = л/2 С/ - амплитудное значение напряжения.

Примерные численные значения описываемых величин приведены в таблице 2.1 [66].

1. Арнольд В.И. Теория катастроф Текст. / В.И. Арнольд, М.: Физмат-гиз. 1990.-388с.

2. Бабаков И.М. Теория колебаний Текст. / И.М. Бабаков, М.: Наука. 1968.-560 с.

3. Бабиков О. И. Ультразвуковые установки в модульном исполнении с пьезокерамическими преобразователями для очистки прецизионных деталей Текст. / О.И. Бабиков, ЛДНТП Л., 1986. - 24 с.

4. Бахвалов Н.С. Численные методы Текст. / Н.С Бахвалов, Т. 1,2. М.: Наука, 1968.-334 с.

5. Бейтман Г. Высшие трансцендентные функции Текст. / Бейтман Г., Эрбейн, Справочная математическая библиотека [Пер. с англ.] М.: Наука, 1976. Т. 1,2.

6. Бендат Д.С. Измерение и анализ случайных процессов Текст. / Бендат Д.С., Пирсол А.Дж., [Пер. с англ.], Мир М.: 1971. - 390 с.

7. Бергман Л., Ультразвук и его применение в науке и технике Текст. / Бергман Л, [Пер. с нем.], М.: Мир. 1956. -282 с.

8. Бидерман В.Л. Прикладная теория механических колебаний Текст. / В.Л Бидерман.,- М.: Высш. Школа. 1972. 416 с.

9. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний Текст. / В.Л. Бидерман, учебник для вузов; — М.: Высшая школа. 1980. 408 с.

10. Бишоп Р.Э.Д. Колебания Текст. / Бишоп Р.Э.Д., [Пер. с англ.] -М.: Наука. 1968-437 с.

11. И. Богословский A.M. Учебное пособие для механика по судовым двигателям внутреннего сгорания Текст. / A.M. Богословский, В.Л. Зда-нович и др., М.: Морской Транспорт., 1959 -711 с.

12. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем Текст. / Бусленко Н.П., М.: Наука. 1968. - 355 с.

13. Бэтчелер Дж. Введение в динамику жидкости Текст. / Бэтчелер Дж.; [Пер. с англ.] М.: Мир - 1973. - 758 с.

14. Вайнберг Д.В. Механические колебания и их роль в технике Текст. / Вайнберг Д.В., Писаренко Г.С., М.: Наука. 1965. - 276 с.

15. Вельц Я.Я. Универсальный ультразвуковой модуль "УМ". Технические условия ТУ 3444-011-39210669-2001 Текст. / Я.Я. Вельц, ГУЛ Центр «Транспорт» Омск, 2001. - 22 с.

16. Вельц Я.Я. Многофункциональная ультразвуковая технологическая установка Текст./ Я.Я. Вельц, А.С. Пимшин, А.И. Ступаков, Актуальные пробл. электрон, приборостр.: матер. VI междун. конф. АПЭП-2002 в 7 томах. Т.2 — Новосибирск 2002. - с. 72-73.

17. Вельц Я.Я. Применение мощных ультразвуковых установок на транспорте Текст./ Я.Я. Вельц, И.К. Корандашев, Теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: матер, междун. даст, науч.-практ. конф. в 10 т. Т.2; Новочеркасск. 2000. - с. 161-162.

18. Вельц Я.Я. Технология восстановления изоляции обмоток электрических машин Текст. / Я.Я. Вельц, И.Я. Вельц, А.В Дерябин., Е.В Ридигер., Наука в транспортном измерении: матер, междун.науч техн. конф.; Ки134ев 11-13 мая. 2005. Киев. 2005. - с. 172-174.

19. Вельц Я.Я. Ультразвук вместо стирального порошка, скребка и щетки Текст./ Я.Я. Вельц, произв.- техн. науч.- попул. журн. / учредитель Министерство путей сообщения 1957, январь. - М.: Локомотив, 2004, №8(574), - с. 29-30.

20. Вельц Я.Я. Ультразвуковая установка для пропитки изоляции электрических машин Текст./ Вельц Я.Я., Вельц И .Я., Актуальн. проблемы электрон, приборостроения АПЭП — 2004. матер, науч.- техн. конф. в 7 Т. Т 3 Новосибирск - 2004. - с. 146-148.

21. Вибрации в технике. Текст. /Справочник в 6 т. / Под ред. В.В. Болотина, т. 1 Колебания линейных систем — М.: Машиностроение, 1978.-352 с.

22. Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем Текст. / А.С. Вольмир, М.: Наука. 1967. - 984 с.

23. Гаврилов М.Н. Вибрация на судне Текст. / М.Н. Гаврилов; — М.: Транспорт., 1970. 128 с.

24. Гаврилов Н.М. Защита от шума и вибрации на судах Текст./ М.Н. Гаврилов, B.C. Захаров; М.: Транспорт., 1979. -120 с.

25. Галкин В.Г. Надежность тягового подвижного состава Текст. / В.Г. Галкин, В.П. Парамзин, В.А.Четвергов, М.: Транспорт., 1981. - 231 с.

26. Ганиев Р.Ф. Колебания твердых тел Текст. / Р.Ф. Ганиев, В.О.Кононенко, М.: Наука. 1976.-431 с.

27. Гершгал Д.А. Ультразвуковая технологическая аппаратура Текст. / Гершгал Д.А., Фридман В.М., М.: Энергия. 1974. - 188 с.

28. Гогин А.Ф. Судовые дизели Текст. / А.Ф. Гогин, Е.Ф. Кивалкин, А.А. Богданов, М.: Транспорт. 1988. - 439 с.

29. ГОСТ 16468-79 Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Основные положения. Текст. / Введ. 01.01.79. - М.: Изд-во стандартов, 1978,- 19 с.

30. ГОСТ 12.1.001-89 Ультразвук. Общие требования безопасности Текст. /-вед. 01.01.91.-М.: изд-во стандартов, 1989,-9 с.

31. ГОСТ 12.2.007.0-87 Изделия электротехнические. Общие требования безопасности Текст./ Введ. 01.01.87. М.: Изд-во стандартов, 1986, - 39 с.

32. ГОСТ 12.2.007.10-87 Установки, генераторы и нагреватели индукционные для электротермии, установки и генераторы ультразвуковые. Требования безопасности Текст./ Введ. 01.01.89. М.: изд-во стандартов, 1988, - 8 с.

33. ГОСТ 12.2.051-80 Оборудование технологическое ультразвуковое. Требования безопасности Текст./Введ. 01.01.82. М.: Изд-во стандартов, 1981,-5с.

34. ГОСТ 12.4.077 79 ССБТ. Ультразвук. Метод измерения звукового давления на рабочих местах Текст./Введ.01.01.79. — М.: изд-во стандартов, 1978, - 8 с.

35. ГОСТ 14192-77 Изделия электротехнические. Маркировка транспортной тары Текст. / Введ. 01.01.77. М.: Изд-во стандартов, 1976, - 16 с.

36. ГОСТ 16165-80 Генераторы транзисторные ультразвуковые для технологических установок. Общие технические условия. Текст. / Введ. 01.01.82. М.: Изд-во стандартов, 1981, - 9 с.

37. ГОСТ 16962.1-90 Изделия электротехнические. Методы испытаний на устойчивость к климатическим внешним воздействующим факторам Текст. /Введ. 01.01.90. М.: Изд-во стандартов, 1988, - 17 с.

38. ГОСТ 16962.2-90 Изделия электротехнические. Методы испытаний на136устойчивость к механическим внешним воздействующим факторам Текст. / Введ. 01.01.90. М.: Изд-во стандартов, 1988, - 31 с.

39. ГОСТ 17516.1- 90 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам Текст. /Введ. 01.01.90. М.: Изд-во стандартов, 1989, - 21 с.

40. ГОСТ 18620-86 Изделия электротехнические. Маркировка Текст./ Введ. 01.01.86. М.: Изд-во стандартов, 1984, - 14 с.

41. ГОСТ 23216-78 Изделия электротехнические. Общие требования к хранению, транспортированию, временной противокоррозионной защите и упаковке Текст. / Введ. 01.01.78. М.: Изд-во стандартов, 1977, - 9 с.

42. ГОСТ Р 345326 — 94 Генераторы для ультразвуковых технологических установок. Номинальные мощности. Текст. / Введ. 01.01.94. М.: Изд-во стандартов, 1993, - 5с.

43. ГОСТ Р 51317.6.2 99СТСЭ. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых в промышленных зонах. Нормы и методы испытаний. Текст./Введ. 01.01.99. - М.: изд-во стандартов, 1998, - 32 с.

44. ГОСТ Р 51317.6.4-99 СТСЭ. Помехоэмиссия от технических средств, применяемых в промышленных зонах. Нормы и методы испытаний. Текст. /Введ. 01.01.99. М.: Изд-во стандартов, 1998, - 26 с.

45. Двигатели внутреннего сгорания Текст./ системы поршневых и комбинированных двигателей /учебник для вузов/под ред. А.С. Орлика; ; М.: Машиностроение, 1985. - 456 с.

46. Ден-Гартог Дж. Механические колебания Текст. / Ден-Гартог Дж., [Пер. с англ.] М.: Физматгиз, 1960 - 580 с.

47. Дефектоскопия деталей Текст. / учебник. Под ред. Ф.В. Левыкина,— М.: Транспорт. 1974. — 276 с.

48. Дмитренко И. В. Текущий ремонт и техническое обслуживание локомотивов Текст. / Дмитренко И. В, М.: Транспорт. 1996. - 311 с.137

49. Донской А. В. Ультразвуковые электротехнологические установки Текст. / А. В. Донской. М.: Энергия, 1982. - 158 с.

50. Зыков B.C. Моделирование волновых процессов в возбудимых средах Текст. / B.C. Зыков, М.: Наука - 1984. - 388 с.

51. Иориш Ю. Виброметрия Текст. / Иориш Ю, [Пер. с англ.] М.: Маш-гиз, 1963.-771 с.

52. Истомин П.А. Динамика судовых двигателей внутреннего сгорания Текст./ П.А Истомин; JL, Судостроение, 1964. -312 с.

53. Казанцев В.Ф. Расчет ультразвуковых преобразователей для технологических установок Текст./ В.Ф. Казанцев,- М.: Машиностроение 1980 -332 с.

54. Карлов Н.В. Колебания, волны, структуры. Текст. / Н.В. Карлов, Н.А. Кириченко, М.: Физматлит. 2003. - 496 с.

55. Келлер O.K. Ультразвуковая очистка. Текст. / O.K. Келлер, Г.С. Кротыш, Г.Д. Лубяницкий, JL, Машиностроение — 1977. - 274 с.

56. Китайгородский Ю.И. Инженерный расчет ультразвуковых колебательных систем. Текст. / Ю.И. Китайгородский, Д.Ф. Якимович, -М.: Машиностроение 1982.-288 с.

57. Кожешник Я. Динамика машин Текст. / Кожешник Я., [Пер. с чеш.] — М.: Машгиз. 1961.-421 с.

58. Колмогоров А.Н. Элементы теории функций и функционального анализа. Текст. / А.Н. Колмогоров, С.В. Фомин, — М.: Наука. 1976. — 436 с.

59. Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров Текст. / Корн Г., Корн Т., [Пер. с англ.] М.: Наука. - 1977 - 877 с.138

60. Красовский Н.Н. Некоторые задачи теории устойчивости движения. Текст. / Н.Н. Красовский, М.: Физматгиз - 1959. - 211 с.

61. Крылов А.Н. Вибрация судов Текст. / А.Н. Крылов Л., Судостроение, 1936.-431 с.

62. Ландау Л.Д. Гидродинамика. Текст. / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, -М.: Наука, 1986.-432 с.

63. Ландау Л.Д. Механика. Текст. / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц М.: Наука. 1988.-556 с.

64. Лебедев О.Н. Судовые энергетические установки и их эксплуатация Текст. / О.Н. Лебедев, С.А.Калашников М.: Транспорт, 1987 - 336 с.

65. Левковский Ю.Л. Влияние турбулентности потока на возникновение и развитие кавитации. Текст. / Ю.Л. Левковский, А.В. Чалов, Акустический журнал 1978, вып. 2, - с. 221 - 227.

66. Леонтьевский Е.С. Справочник механика и моториста теплохода Текст. / Е.С. Леонтьевский, М.: Транспорт., 1981 -352 с.

67. Лубяницкий Г.Д. Совершенствование технологии ультразвуковой очистки материалов типа лент Текст. / Г.Д. Лубяницкий, Л.: ЛДНТП. 1990.- 136 с.

68. Майер В.В. Простые опыты с ультразвуком. Текст. / В.В. Майер, М.: Наука. 1978.-160 с.

69. Малинецкий Г.Г. Задачи по курсу нелинейной динамики. Текст./ Г.Г. Малинецкий, М.: Наука, 1996. - 244 с.

70. Мандельштам Л.И. Лекции по теории колебаний. Текст. / Л.И. Мандельштам, М.: Наука, 1972. - 470 с.

71. Маркушевич А.И. Краткий курс теории аналитических функций. Текст. / А.И. Маркушевич, М.: Наука - 1966. — 256 с.

72. Математическая энциклопедия. Текст. / М.: Советская энциклопедия-т. 1,т. 2, 1979.

73. Неволин Ф.В. Химия и технология синтетических моющих средств139

74. Текст. / Ф. В. Неволин, М.: Наука - 1971. - 354 с.

75. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории упругих колебаний. Текст. / Я.Г. Пановко, М.: Машиностроение - 1967. - 316 с.

76. Панченко Н.П. Пропитка изоляции с помощью ультразвука Текст./Н.П. Панченко, С.Н.Сердюков, Я.Я. Вельц. Научн.-теоретич. техн.-экон. журн. /учредитель Министерство путей сообщения 1826, июль - . - М.: Железнодорожный транспорт, 2003, №8, - с.76-77.

77. Папкович П.Ф. Труды по вибрации корабля Текст./П.Ф. Папкович -JL, Судпромиздат, 1960.-463 с.

78. Патент № 1867442 РФ, МКП7 В06В1/02. Ультразвуковая колебательная система Текст. / Хмелев В.Н., Шутов В.В., Пахомов А.Н., № 93041843/28 заявл. 14.08.93. опубл. 20.06. 97. Б №16 5 с.

79. Патент № 19856231 РФ, МКП7 В06В1/02 Ультразвуковой аппарат Текст. /Хмелев В.Н., Шутов В.В., Пахомов А.Н., № 94033452/26 заявл. 10.03.94. опубл. 12.05. 97. Б. №13 9 с.

80. Писаренко А. П. Курс коллоидной химии Текст. / А.П. Писаренко, К.А. Поспелова, А. Г. Яковлев, М.: 3 изд., - М.: Наука, 1969. - 437 с.

81. Постон Т. Теория катастроф и ее применения. Текст. / Постон Т., Стюарт Й., [Пер. с англ.] М.: Мир, 1980. - 412 с.

82. Правила текущего ремонта и технического обслуживания тепловозов140

83. ТЭЗ, ТЭ10, Текст. / утв. ЦТ МПС 14.02.88. № ЦТ 4410 М.: Транспорт., 1988.-327 с.

84. Правила текущего ремонта и технического обслуживания электропоездов. Текст. / утв. ЦТ МПС 14.02.88. № ЦТ 479 М.: Транспорт., 1988. -232 с.

85. Правила технического обслуживания и текущего ремонта теплово-зовТекст. / утв. ЦТ МПС 11.04.88. № ЦТ-468 М.: Транспорт., 1988. -247 с.

86. Применение ультразвука в промышленности Текст. / Под ред. А.И. Маркова, — М.: Машиностроение, 1975. 313 с.

87. Пьезокерамические преобразователи. Методы измерения и расчета параметров Текст. / Справочник /Под ред. С.И. Пугачева., JL: Судостроение, 1984. - 514 с.

88. РДТ 25106-88 Монтаж электрический внутренний электрических изделий. Общие технические требования Текст./ Введ. 01.01.88. — М.: изд-во стандартов, 1986 - 48 с.

89. Розенвассер Е.Н. Колебания нелинейных систем. Метод интегральных уравнений. Текст. / Е.Н. Розенвассер, М.: Наука - 1969. - 427 с.

90. Рой Н.А., Возникновение и протекание ультразвуковой кавитации Текст. / Н.А. Рой, М.: Акустический журнал 1957, т. 3.

91. Российский Речной Регистр. Правила Текст. /в 3 т. М.: Транспорт., 1995-329 с.

92. Руководство по эксплуатации двигателей типа NVD48 Текст. /Мин. реч. Флота РСФСР, утв. 21.03.1969. Л.: Транспорт., 1970 - 165 с.

93. Седов Л.И. Плоские задачи гидродинамики и аэродинамики Текст. /141

94. Л.И. Седов М.: Наука 1980 - 448 с.

95. Сибаров Ю.Г. Охрана труда на железнодорожном транспорте Текст. / Ю.Г. Сибаров, М.: Транспорт. - 1977. - 324 с.

96. Сизых В.А. Судовые энергетические установки Текст. / В.А. Сизых; М.: Транспорт. - 304 с.

97. Сиротюк М.Г. Экспериментальные исследования ультразвуковой кавитации Текст. / В кн.: Физика и техника мощного ультразвука, т, 2, М.: Наука -1968 - 485 с.

98. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Санитарные правила и нормы. Текст. М.: информ- изд. центр Минздрава России. 1997 -20 с.

99. Совершенствование технической эксплуатации судовых дизельных энергетических установок Текст. /Учебн. пособие, под ред. С.А. Калашникова, Новосибирск, - НИИВТ, 1993-356 с.

100. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле Текст. / С.П. Тимошенко, М.: Наука, 1970 - 444 с.

101. Треногин В.А. Функциональный анализ Текст. / В.А. Треногин, -М.: Наука, 1980.-361 с.

102. ТУ 16-435.008-83 Генератор ультразвуковой УЗГ-1,6. Технические условия Текст. Введ. 01.01.82. — М.: Изд-во стандартов, 1981, 35 с.

103. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Текст. / Под ред. В. В. Галяминой. М.: Наука - 1979. - 274 с.

104. Ультразвуковая технология. Текст. / Под ред. Б.А. Аграната. -М.: Наука. 1974.-216 с.

105. Фарлоу С. Уравнения с частными производными Текст. / Фарлоу С. [Пер. с англ.], М.: Мир - 1985. - 383 с.

106. Федоров В.Ф. Организация и технология судоремонта Текст./ В.Ф. Федоров, Б.Д. Губанов, М.: Транспорт. 1987. - 336 с.142

107. Федотов Г.Б. Топливные системы дизелей Текст. / Г.Б. Федотов, Г.И. Левин, -М.: Транспорт., 1984. 186 с.

108. Физика и техника мощного ультразвука. Текст. / Кн. 2: Мощные ультразвуковые поля/ под ред. М.Г. Сиротюка, М.: Наука, 1968. — 377 с.

109. Физика и техника мощного ультразвука. Кн. 3: Физические основы ультразвуковой технологии/ под ред. М.Г. Сиротюка, М.: Наука 1970.-245 с.

110. Филиппов А.П. Колебания деформируемых систем. Текст./ А.П. Филиппов, М.: Машиностроение, 1970. — 736 с.

111. Хмелёв В.Н. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве Текст. / В.Н. Хмелёв, О.В. Попова, Барнаул, 1997. - 146 с.

112. Шубников П.Ф. Ремонт электрооборудования подвижного состава. Текст. / П.Ф. Шубников, С.Я. Мазо, М.: Транспорт, 1986. - 369 с.

113. Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах. Текст. / Эбелинг В., [Пер. с англ.] М.: Мир, 1979. - 446 с.

114. Юр Г.С. Газодинамические колебания рабочего тела эффективное средство улучшения качества рабочего процесса судовых дизе-лейТекст. /дис. .докт. техн. наук 05.08.05: Юр Геннадий Сергеевич. -Новосибирск, 1999.-225 с.

115. Янке. Е. Специальные функции. Текст. / Янке Е., Эмде Ф., Лёш Ф., [Пер. с нем.] М.: Мир, 1977. - 523 с.

116. J.J.Vel'ts Application of ultrasound technologies at railway enterprises/ J.J.Vel'ts, A.N.Golovash, I.J.Vel'ts, Means of Transport. Electric Traction Equipment: Science, Education and Society. Zilina, Slovak Republic — 2003.-P 68-69.