автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка метода и средства контроля размеров дисперсных частиц по их собственным частотам механических колебаний в производстве серной кислоты

На правах рукописи

и«-»*"

V

Максачук Александр Иванович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ

РАЗМЕРОВ ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ПО ИХ СОБСТВЕННЫМ ЧАСТОТАМ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Специальность 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

и,

ч>

7%

Бийск-

2009

003468776

Работа выполнена в Бийском технологическом институте (филиале) государственного общеобразовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Леонов Геннадий Валентинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Седалищев Виктор Николаевич

кандидат технических наук Митин Александр Германович

Ведущая организация: Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (г. Бийск, Алтайский край)

Защита состоится «2» июня 2009 года в 10 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.004.06, действующего при Алтайско государственном техническом университете им. И.И. Ползунова, по адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46, в ауд. 127 гл. к.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные гербовой печатью организации, просим направлять на имя ученого секретаря диссертационного совета, по указанному адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46. E-mail: krivobok@ab.ru.

Автореферат разослан «30» апреля 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

^Ct^^Z Кривобокое Д.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В химической, энергетической, пищевой и ряде [ругих отраслей промышленности геометрические параметры дисперсных истем являются важнейшими исходными, промежуточными и во многих лучаях конечными параметрами качества объектов переработки.

Реализация эффективного управления качеством на стадии его юрмирования в технологическом тепломассообменном аппарате возможна олько при получении измерительной информации о поверхности контакта фаз в требуемом объеме. Однако зачастую отсутствие достаточно точных средств оперативного контроля, невозможность работы существующих приборов и систем дисперсионного анализа многофазных полидисперсных систем в потоке среды или непосредственно в объемах аппаратов не позволяет осуществлять эффективное управление. Особенно остро проблема ощущается при определении поверхности контакта фаз агрессивных сред и в области потенциально опасных технологий. В данном случае разработка методов автоматизированного дистанционного контроля и диагностики дисперсных сред, позволяющих определять как дифференциальные, так и интегральные характеристики распределения частиц по размерам, особенно актуальна.

Использование метода дистанционного определения размеров дисперсных частиц непосредственно в тепломассообменных аппаратах в ходе технологического процесса производства серной кислоты позволит снизить затраты на сырье, уменьшить количество потерь конечной продукции и обеспечить равномерную нагрузку оборудования.

Цель исследования:

Разработка метода и средства контроля размеров дисперсных частиц в технологическом процессе получения серной кислоты.

Задачи исследования:

1. Аналитический обзор научно-технической литературы по системам контроля размеров дисперсных частиц.

2. Проведение информационного исследования по методам и средствам измерений, анализ основных этапов создания измерительно-вычислительных комплексов сбора, обработки аналоговой и цифровой информации.

3. Решение задачи взаимодействия зондирующего излучения с колеблющимися дисперсными частицами.

4. Разработка методов контроля размеров дисперсных частиц для использования как в лабораторных условиях, так и непосредственно для контроля в объёмах тепломассообменных аппаратов в ходе технологического процесса.

5. Разработка комплекса программно-технических средств экспериментальной установки автоматического дистанционного контроля размеров дисперсных частиц.

з

Объектом исследования являются метод и устройство для определена геометрических параметров элементов дисперсной фазы систем газ жидкость и жидкость-жидкость.

Методы исследования

В диссертационной работе использованы оптические методы, методы цифровой обработки информации, методы физико-механических испытаний методы математической статистики и обработки экспериментальных данных.

В качестве методов исследования используются аналитический экспериментальный. Аналитический метод исследований применяется дл разработки математического описания взаимодействия ультразвуковы колебаний с дисперсной частицей.

Научная новизна:

1. Теоретически и практически показана возможность контроля разме ров жидких и газообразных дисперсных частиц по модуляции интенсивности рассеяния света за счёт собственных механических колебаний поверхност этих частиц.

2. Создана математическая модель взаимодействия ультразвуковых ко лебаний с дисперсной частицей, которая позволяет исследовать процессы при оптико-акустическом воздействии на дисперсную частицу.

3. Теоретически установлен временной диапазон контроля размеро частиц в зависимости от формы и длительности акустического внешнего воз действия, позволяющий уменьшить число ошибок определения размеров дисперсных частиц.

Практическая значимость:

1. Разработан новый оптико-акустический метод дистанционного контроля размеров дисперсных частиц, основанный на определении их собст венных частот механических колебаний поверхности частиц по динамической составляющей рассеянного ими излучения. Новизна решения подтверждена патентом РФ № 2346261.

2. Разработан программно-аппаратный комплекс, позволяющий определять собственные частоты механических колебаний дисперсных частиц и находить по ним размер частиц в реальном режиме времени.

3. Результаты исследований внедрены в цехе № 1 ФКП «Бийский оле-умный завод». Использование метода дистанционного определения геометрических параметров дисперсных частиц непосредственно в объёме тепло-массообменных аппаратов в ходе технологического процесса производств серной кислоты позволит снизить затраты на сырье, уменьшить количество потерь конечной продукции и обеспечить равномерную нагрузку оборудования.

Апробация работы

Материалы диссертации обсуждались на III, IV и V Всероссийских научно-практических конференциях «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях» (ИАМП),

4

проходивших в Бийском технологическом институте в 2002, 2003,2004 гг. (г. Бийск), XV Международной научно-практической конференции студентов и молодых учёных «Современные техника и технологии» (Томский политехнический университет).

Положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель зависимости амплитуды колебаний поверхности дисперсной частицы от энергетических и временных параметров импульса ультразвуковых колебаний.

2. Метод дистанционного определения размеров дисперсных частиц по их собственным частотам механических колебаний для систем газ-жидкость и жидкость-жидкость.

3. Разработанный программно-аппаратный комплекс оптико-акустического дистанционного контроля размеров дисперсных частиц, по динамической составляющей рассеянного ими излучения определяющий их собственные частоты механических колебаний поверхности, что позволяет обеспечивать высокую точность измерения размеров частиц в реальном режиме времени.

Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 7 опубликованных печатных работах, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией РФ, список которых приводится в конце автореферата. Получен 1 патент РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и результатов, списка использованных источников из 103 наименований; содержит 141 страницу машинописного текста, 39 рисунков, 8 таблиц, 4 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований.

В первой главе приведен аналитический обзор по свойствам дисперсных систем и основным методам дисперсионного анализа. Наиболее подробно рассмотрены основные оптические свойства дисперсных систем оптические методы анализа поверхностных слоев и дисперсности. Сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе рассмотрены основные моменты теоретического описания взаимодействия зондирующего излучения с дисперсными частицами и процессы вынужденного рассеяния света в колеблющихся сферических частицах.

На основании изложенного в данном разделе можно сделать следующие выводы: пространственная структура светового поля В{г, ©) в экваториальном сечении оптически крупной частицы не является однородной, в нем присутствует два ярко выраженных максимума, расположенных на главном диаметре вдоль направления действия излучения вблизи освещенной и теневой поверхностей сферы; электрическое поле в частице Е(г, г) является суммой полей на основной частоте а, (частоте накачки) и на частотах комбинационного рассеяния. Т.е. одним из наиболее эффективных путей получения информации о различных дисперсных средах является исследование их оптических свойств в связи с формирующими их факторами (химический состав, включения другой фазы, наличие оболочки или ядра у частиц, оптический размер дисперсной фазы и т.д.).

Третья глава посвящена разработке оптического дистанционного метода контроля размеров дисперсных частиц и математической модели взаимодействия ультразвуковых колебаний с дисперсной частицей.

Наиболее перспективными системами дисперсного анализа по количественным и качественным характеристикам являются оптические системы. Поэтому приоритетным направлением работы была разработка оптического дистанционного метода определения геометрических параметров дисперсных частиц. В связи с чем важным моментом являлось рассмотрение задачи взаимодействия зондирующего излучения с колеблющимися дисперсными частицами.

При взаимодействии излучения с веществом прозрачной частицы во всем ее объеме возникает спонтанное неупругое рассеяние, причем в областях фокусировки внутреннего оптического поля оно наиболее интенсивно. Причиной появления комбинационных частот в сигнале рассеяния могут явиться процессы взаимодействия основной волны с молекулярными колебаниями среды. Часть волн из спектра спонтанного комбинационного излучения покидает каплю, а часть за счет полного внутреннего отражения (точнее, близкого к полному внутреннему отражению) распространяется вдоль ее поверх-

6

ности. На своем пути эти волны ослабляются за счет поглощения и выхода излучения через поверхность частицы, а также могут усиливаться за счет нелинейности среды. Электрическое поле в частице Е(г,^) является суммой

полей на основной частоте в), (частоте накачки) и на частотах комбинационного рассеяния. При этом возникает бесконечное множество рассеянных волн с частотами со - со£ ± па>уЛ, п = 1... оо, где сом - частота дипольно-го перехода молекул вещества. Однако первая стоксовая волна с частотой сов-=со1- (йыь наиболее интенсивная.

Пусть на колеблющуюся частицу с диэлектрической проницаемостью еа в положительном направлении оси г падает плоская линейно поляризованная электромагнитная волна: Е0(х,у,г^) = Е0(х,у)е'""'*'г. Необходимо найти величину поля в точке М вне частицы с радиус-вектором г, определить, насколько велика будет амплитуда пульсаций интенсивности этого поля. Форма частицы слегка отлична от сферы, изменяется во времени, и рассеяние происходит на основной частоте.

Данная задача может быть сформулирована как задача об излучении объема колеблющейся частицы с заданным в нем распределением электромагнитного поля в окружающее пространство. Схема, иллюстрирующая геометрию задачи, приведена на рисунке 1.

частица находится в начале декартовой системы координат (х, у, г), показаны также сферические координаты точки Р внутри частицы (/*',©',#>'); М - точка наблюдения с координатами (г, ©, (р)

Рисунок 1 - Геометрическая схема, иллюстрирующая задачу о рассеянии световой волны частицей

Выражение для интенсивности рассеянной волны в произвольной точ' ке М, записанное с точностью до квадратичных членов:

/s(r,0 = ^Es(r,i) E;(r,o4*°(f° 1}] -V{r,t) Г(г,*) + 8 к Атгг

+ 2Г(г,/Х JE.(«„©'.р'.Ое*'*"1 Re (t)YA& ,<р')е'п-'do1]},

О)

с - скорость света в вакууме;

£й - диэлектрическая проницаемость вещества частицы; Е0 — электромагнитное поле в частице при отсутствии возмущений сферической поверхности;

а0 - радиус невозмущенной капли;

к0 = так0 - волновое число внутри частицы {та — показатель преломления дисперсных частиц);

,G,<p) = Re(t)Yn,(0,<р)}, и = 2, 3, ..., 1 = -п, ..., п - вектор сме-

щения поверхности частицы (= а{<д,ср) - о0); - сферические функции Риккати-Бесселя;

Ynl(®',<p') - сферические функции;

Va0 - объем невозмущенной сферы;

do1— sin©' d& dcp\

Данное выражение показывает, что интенсивность рассеянного электромагнитного поля на комбинационных частотах зависит от квадрата радиуса частицы и амплитуды деформаций ее поверхности. Временная зависимость Is(t) определяется суперпозицией колебаний на собственных частотах частицы. Квадратичная зависимость Is(t) от а0 показывает, что с увеличением размера частицы увеличивается и ее относительный вклад в интенсивность рассеянного излучения.

Собственные частоты механических колебаний поверхности жидкой сферической частицы однозначно связаны с ее размером и физическими свойствами жидкости. Отсюда следует, что при измерении частоты собственных колебаний жидких частиц по колебаниям уровня рассеянного ими излучения зондирующего пучка становится возможным найти распределение частиц по размерам в исследуемой дисперсной системе.

В третьей главе рассмотрены три метода контроля размеров дисперсных частиц:

1) по распределению интенсивности рассеянного излучения на плоскости фотоприёмника;

2) по скорости перемещения частиц;

3) по собственным частотам механических колебаний поверхности частиц.

Третий метод взят за основу для разработки комплекса программно-технических средств экспериментальной установки автоматического дистанционного контроля и диагностики размеров дисперсных частиц.

Для изучения воздействия внешних сил на дисперсную частицу была разработана математическая модель взаимодействия ультразвуковых колебаний с дисперсной частицей.

При внешнем воздействии на жидкую дисперсную частицу в ее объеме возникают массовые силы, которые приводят к появлению объемного градиента плотности жидкости, движению капли как целого, а также вызывают ее деформации за счет действия поверхностных сил. Для качественного изучения зависимости амплитуды колебаний поверхности частицы от энергетических и временных параметров воздействия ультразвуковых колебаний решение проводилось для импульса (рисунок 2), временной профиль которого задавался, как:

ехр{—■ соб(^)

р р

(2)

Здесь 1р - пиковая интенсивность;

— характерная длительность импульса;

/„°(а0)~ не зависящий от времени коэффициент, определяемый параметрами воздействующих ультразвуковых колебаний на поверхность частицы;

у - частота ультразвуковых колебаний.

пиковая интенсивность / =1; характерная длительность импульса = 0,03 с

Рисунок 2 - Временной профиль воздействия ультразвуковых

колебаний

Формула (2) была принята как один из вариантов возможного воздействия ультразвуковых волн на дисперсную частицу, т.к. форма и размеры ультразвуковых излучателей, а также режимы работы ультразвуковых генераторов могут быть различными. Для того чтобы сделать математическую модель бо- -лее универсальной, в формул)' (2) добавлен не зависящий от времени коэффициент /я°(а0), определяемый параметрами воздействующих ультразвуковых колебаний на поверхность частицы.

Тогда выражение для смещения поверхности частиц *(/, п) :

х = яехр(-Л/) • соэ (о>? + <р) + + ¿ехр(еи0['СОБ^ + <$) + ссовО* + <? + '■)],

(3)

К р ал к

п г а о р р

п- 2,3, ... - номер колебательной моды;

а = -1; ш = Ф] =(2•/>/-Й„)2;

- характерное время затухания колебаний капли за

счет вязких сил;

V - кинематическая вязкость, м2/с;

Пп - собственная (рэлеевская) частота гидродинамических колебаний капли.

_Ьссоъ(8 + г) соз(^)

_ Ь[ас со$(3 + /•) + собС^) -ус$\п{5 + /•)] Я _

соЬссо$(3 + г) а '

, * ;

у/т2 + 4у2(а + Л)2 т = а2 + ю2 + 2Яа;

т

((а + Я)2 - т/)

с = -2-

' + 2/2)2 • (а + Я)2 + (2у(а + Я)2 - ту)2 ' 2у(а + Л)2 -ту (т + 2у2)-(а + Л)

Для изучения зависимости амплитуды колебаний поверхности дисперсной частицы от энергетических и временных параметров воздействия ультразвуковых колебаний была разработана компьютерная программа, выполняющая расчет по заданным значениям (рисунок 3). На рисунке показана относительная временная зависимость /, (?) / тах(/,) воздействия на поверхность дисперсной частицы ультразвуковых колебаний, где /,(/) рассчитывается по формуле (2). Колебания поверхности частиц представляют собой суперпозицию колебаний на разных собственных резонансных частотах. На рисунке показаны относительное смещение поверхности капли для суммы пер-

11 п

вых десяти гармоник п) / шах[^ х(/, и)], где х(г,л) - рассчитывается

г-1 л=2

по формуле (3), и относительное смещение поверхности капли для основной

п

колебательной моды х(?,2)/тах[^*(?,и)]. Также на графике изображена

синусоида с частотой, равной собственной частоте колебаний капли £22.

С увеличением размера дисперсной частицы изменяется и характер колебаний. Их форма становится достаточно сложной, и гармонические составляющие колебаний на резонансной частоте прослеживаются неявно. При увеличении размера частицы уменьшается частотный интервал между сосед-

ними модами и, следовательно, большее количество собственных мод принимает участие в формировании возмущения поверхности частицы.

Результаты компьютерного моделирования на базе созданной математической модели позволяют оценить влияние на общую картину деформаций дисперсной частицы энергетических и временных параметров внешнего воздействия, а также произвести расчет оптимальной пиковой интенсивности и характерной длительности импульса ультразвуковых колебаний и времени затухания колебательных мод для повышения точности контроля размеров частиц. Так, для водной капли радиусом а0 = 1,5 мм при I р =0,002 с время затухания основной колебательной моды 0,222 с, а собственная частота гидродинамических колебаний капли 0.2 =415,775 Гц.

время и с

радиус невозмущенной водной капли а0 =2,5 мм; 1р =0,002 с; собственная частота гидродинамических колебаний капли Г2, =193,235 Гц; 1 - относительная временная зависимость воздействия ультразвуковых колебаний; 2 - относительное смещение поверхности водной капли для суммы первых десяти гармоник; 3 - относительное смещение поверхности водной капли для основной колебательной моды; 4 - синусоида с частотой, равной собственной частоте колебаний капли

Рисунок 3 - Воздействие ультразвуковых колебаний на дисперсную частицу

Из рисунка 3 видно, что при прекращении воздействия на дисперсную частицу затухание высокочастотных гармоник с течением времени происходит достаточно быстро и их влияние на общую картину деформаций жидкой частицы проявляется только на начальном этапе колебаний. Из выражения (3) следует, что в случае «коротких» воздействующих импульсов (< (п) деформации поверхности капли происходят по гармоническому закону с «частотой» со = л/юл2 - А2 , экспоненциально затухая во времени. В случае «длинных» импульсов (7 > 1„) первое слагаемое экспоненциально убывает со временем, так что через достаточно большой промежуток времени остается только второй член, гармонические колебания капли отсутствуют, а временную зависимость смещения ее поверхности определяет форма воздействующего импульса (рисунок 4).

время I, с

радиус невозмущенной водной капли а0 =2,5 мм; (р =0,01 с; собственная частота гидродинамических колебаний капли =193,235 Гц; 1 - относительная временная зависимость воздействия ультразвуковых колебаний; 2 - относительное смещение поверхности водной капли ддя суммы первых десяти гармоник; 3 - относительное смещение поверхности водной капли для основной колебательной моды; 4 - синусоида с частотой, равной собственной частоте колебаний капли

Рисунок 4 - Воздействие ультразвуковых колебаний на дисперсную частицу

Как было показано ранее, в случае «коротких» воздействующих импульсов <гл) локальные деформации поверхности дисперсной частицы, первоначально вызываемые высокочастотными колебательными модами, в дальнейшем развиваются в эллипсоидальные колебания на частоте, близкой к основной . В случае капли:

(4)

где р - коэффициент поверхностного натяжения жидкости; ра - плотность жидкости; а0 -радиус невозмущённой капли.

Данная математическая модель позволила подтвердить целесообразность проведения измерений после затухания высокочастотных гармоник (С23, ,... Оп), что позволяет уменьшить число ошибок определения размеров дисперсных частиц. Для практической реализации способа определения размеров дисперсных частиц наибольший интерес представляет промежуток времени после окончания внешнего воздействия на частицу и затухания высокочастотных гармоник смещения поверхности частицы и до момента затухания основной колебательной моды, т.к. форма колебания поверхности частицы во время воздействия становится достаточно сложной, и гармонические составляющие колебаний на собственных частотах прослеживаются неявно. Например, контроль размеров частиц можно проводить после момента вре-

мени I, для которого выполняется условие

и

5 ОД • х((,2), и до

момента затухания основной колебательной моды (~(2.

Основная частота С12 колебаний дисперсной частицы рассчитывается с использованием математической модели взаимодействия зондирующего излучения с колеблющимися дисперсными частицами по временной зависимости уровня принимаемого рассеянного излучения зондирующего пучка, а радиус невозмущённой капли определяется из соотношения

аа=2^(3/(П\-ра). (5)

Четвертая глава посвящена разработке экспериментальной установки для автоматического дистанционного контроля и диагностики размеров дисперсных частиц для систем газ-жидкость и жидкость-жидкость.

В качестве теоретической основы для разработки экспериментальной установки был использован метод контроля размеров дисперсных частиц по их собственным частотам механических колебаний, рассмотренный в главе три.

14

На «Способ определения параметров дисперсных частиц» по их собственным частотам механических колебаний был получен патент РФ № 2346261.

Данный способ обладает следующими преимуществами перед известными аналогами: повышение точности измерительной информации о параметрах дисперсных частиц для систем газ-жидкость и жидкость-жидкость в технологических тепломассообменных аппаратах, в проточных средах, позволяет создавать системы автоматического дистанционного контроля и диагностики дисперсных сред.

Структурная схема экспериментальной установки для автоматического дистанционного контроля и диагностики размеров дисперсных частиц для систем газ-жидкость и жидкость-жидкость представлена на рисунке 5.

1 - лазер в качестве источника зондирующего излучения; 2 - светоделитель (полупрозрачное зеркало); 3 - световод; 4 - объектив; 5 - фотоприёмник; 6 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 7 - управляющая ЭВМ в качестве анализатора сигналов с АЦП и регистратора; 8 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП); 9 - ультразвуковой генератор; 10 - излучатель ультразвуковых колебаний; 11 - сплошная фаза; 12 - дисперсная фаза

Рисунок 5 - Структурная схема экспериментальной установки для автоматического дистанционного контроля и диагностики размеров дисперсных частиц для систем газ-жидкость и жидкость-жидкость

Устройство работает следующим образом. Исследуемая дисперсная система контактирует с многоволоконным регулярным световодом 3 и излучателем ультразвуковых колебаний 10. Зондирующее излучение с длинной волны

15

Я генерируется лазером 1. Через светоделитель 2 зондирующее излучение посредством многоэлементного световода 3 подводится к дисперсионной среде (сплошной фазе) 11. При прохождении этой волны через исследуемую дисперсную систему происходит рассеяние, отражение и поглощение излучения. Рассеянное (под малыми углами относительно направления распространения) от дисперсных частиц 12 излучение проходит через многоэлементный световод 3 и попадает на светоделитель 2, который направляет его на объектив 4. Объектив 4 проецирует излучение непосредственно на фотоприёмник 5. Далее аналоговый сигнал с фотоприёмника преобразуется к цифровому виду при помощи модуля быстродействующего аналого-цифрового преобразователя 6 и поступает для дальнейшей обработки и регистрации на ЭВМ 7. ЭВМ координирует работу всех узлов системы, а именно: управляет процессом оцифровки сигнала с фотоприемника, посредством цифро-аналогового преобразователя 8 управляет работой ультразвукового генератора 9, обрабатывает и регистрирует результаты измерений. На ЭВМ, используя математическую модель, согласно оптимальному взаимодействию ультразвуковых колебаний с дисперсными частицами, рассчитывают параметры воздействующих импульсов таким образом, чтобы колебания поверхности дисперсной частицы происходили по гармоническому закону с собственной частотой Пл. При этом необходимо учитывать физические свойства дисперсной системы и характерное время затухания колебаний дисперсных частиц за счет вязких сил.

В результате проведенного информационного исследования по методам и средствам измерений и анализа основных этапов создания измерительно-вычислительных комплексов сбора, обработки аналоговой и цифровой информации были разработаны структурная схема комплекса программно-технических средств и схема экспериментальной установки для систем газ-жидкость и жидкость-жидкость, при помощи которых проводились измерения частоты основной колебательной моды дисперсных частиц (рисунок 6).

Для оптимального приема динамической составляющей рассеянного сигнала на частотах механических колебаний, по сравнению с уровнем невозмущенного (упругого) рассеяния, фотоприемники лучше устанавливать в направлении поперек воздействия зондирующего излучения (а=90°), а также в направлении угла первой радуги (а~137,5°). Для устранения внешних засветок перед фотоприемниками можно устанавливать интерференционные светофильтры. Светофильтры рассчитывать так, чтобы при отклонении длины волны излучения от максимума пропускания (655 нм) на 4 нм коэффициент пропускания уменьшался в 100 раз. Вместо излучателя ультразвуковых колебаний можно использовать электромагнитный излучатель с упругой мембраной.

Распиливающий абсорбер

Газ —-МЬ

Ь,0,1, ьЛс

Пользовательские приложения

Модуль подготовки и Модуль послесгансной

проведения чксперимипа

обработки данных

Драйвер ллатиЛА-2и§В.(111

ИИР

5гВ нугревний интерфейс

Драйвер абстракции ввода/вывода intdma.dll

Компьютер

1 Шина П$В системна го блока 1

АЦП ЛА-2ШВ - --4

сплошная фаза (газ^ излучатель УК

ртоприемники ФД-7К? .световод

1 ''

1_

1 МММ лазер НШРМ12-655-25

•тпдлостъ : дисперсная фаза

• Экспериментальная установка для систем га>-жндкость

Рисунок 6 - Структурная схема комплекса программно-технических средств

С учетом структурной схемы комплекса программно-технических средств, выбора среды объектно-ориентированного программирования для создания программного комплекса подготовки и проведения эксперимента и послесеансной обработки данных была разработана структурная схема комплекса программного обеспечения, изображенная на рисунке 7.

Комплекс программного обеспечения является сложноорганизованной системой, состоящей из двух модулей, включающих в,себя конечных исполнителей, оформленных в виде подсистем и внешних программ.

В модуле подготовки и проведения эксперимента определяется, сколько и каких каналов нужно для измерений, длительность измерений, параметры регистрации (частота, условия регистрации и т. д.), способы визуализации, априорная информация.

В сценарии указывается длительность проведения эксперимента, каналы, по которым будут проводиться измерения, параметры регистрации и визуализации и др. информация.

"ЖТ

1

Пользовательские приложения

Модуль подготовки и проведения эксперимента

БД сценариев эксперимента

■1 г '

Визуатаза-ция процесса

Модуль послессансной обработки данных

Г-

Сбор и регя-

; страция ^ е."-

' -V ■

Подсистема первичной .гаработки

С;

Результаты эксперимвн-

; я - ■■

Импорт данных

31

Математическая библиотека

Экспорт данных

Рисунок 7 - Структурная схема комплекса программного обеспечения

При обработке экспериментальных данных разработанный комплекс программного обеспечения позволяет решать следующие задачи:

- производить математический расчет частоты основной колебательной моды дисперсной частицы, наблюдаемой в ходе эксперимента;

- рассчитывать по частоте основной колебательной моды значения а0р -радиуса невозмущенной частицы;

- уменьшать влияния помех на результат измерения.

Во время работы программы происходит постоянная обработка данных, поступающих с АЦП, с целью подтверждения наличия дисперсной частицы в измерительном объеме. При обнаружении частицы в измерительном объеме, происходит сбор данных, регистрация и первичная обработка. Далее собранные данные передаются в модуль послесеансной обработки данных. В данном модуле при помощи быстрого дискретного преобразования Фурье (ДПФ) происходит обработка исходных массивов данных «Сигнал с фотоприемника» и «Сигнал с фотоприемника в отсутствии частицы». С целью повышения спектрального разрешения ДПФ исходный сигнал дополняется средними значениями. На рисунке 8 показаны увеличенные фрагмент участка исходного сигнала с фотоприемника и фрагмент ДПФ. Для визуального контроля правильности работы алгоритма расчета размера дисперсной частицы на верхнем графике добавлен график •/), с наблюдаемой в ходе

эксперимента частотой основной колебательной моды П2.

радиус невозмущенной водной капли ао=1,75 мм; наблюдаемое значение

частоты основной колебательной моды О, =406,456 Гц (на нижнем графике выделено окружностью); рассчитанное значение радиуса капли

аор=1,751 мм; 1 - увеличенный фрагмент сигнала с фотоприемника после первичной обработки; 2 - график Бш(2 ■ Рг ■ £12 • ?) с наблюдаемой в ходе эксперимента частотой основной колебательной моды водной капли; 3 - сигнал с фотоприемника в момент отсутствия дисперсной частицы в измерительном объеме; 4 - увеличенный фрагмент дискретного преобразования Фурье обработанного (с целью уменьшения помех) сигнала

с фотоприемника

Рисунок 8 - Графики после выполнения работы модуля послесеансной

обработки данных

При одновременном попадании в поле зондирующего излучения нескольких дисперсных частиц возможны ошибки определения размера частиц, связанные с тем, что за частоту основной колебательной моды 02 ошибочно принимается частота высокочастотных колебательных мод (□,, , ..., Пп) более крупных частиц. Данной ошибки можно избежать, уменьшая диапазон определения размеров дисперсных частиц либо определяя размер частицы с наименьшей частотой основной колебательной моды. Так, для водной капли I радиусом а0 =2,5 мм частота основной колебательной моды =193,235 Гц, а частота высокочастотной гармоники = 374,198 Гц, что соответствует частоте основной колебательной моды частицы радиуса а0 =1,609 мм.

В рассматриваемой экспериментальной установке (см. рисунок 6) определяется размер наиболее крупной частицы, с наименьшей частотой основной колебательной моды.

Разработанный комплекс программного обеспечения позволяет проводить измерения в присутствии помех.

С помощью разработанного программно-аппаратного комплекса были проведены серии экспериментов для водных капель различных диаметров. Для статистической обработки экспериментальных данных разработана компьютерная программа, выполняющая численный расчет доверительного интервала, критериев Фишера и Кохрена по входным данным. На рисунке 9 показан внешний вид окна программы статистической обработки экспериментальных данных с результатами измерений для трёх различных диаметров водной капли.

полученные экспериментальные данные для радиуса невозмущенной капли ао= 1,75 мм (1); ао= 1,525 мм (2); ао = 1,475 мм (3)

Рисунок 9 - Окно программы обработки экспериментальных данных

Для каждого диаметра водной капли проводилось по пятьдесят измерений, после чего расчитывались: среднее значение, доверительный интервал, критерий Кохрена и критерий Фишера.

Результаты обработки программой серий экспериментальных данных представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты статистической обработки экспериментальных данных (радиус невозмущенной капли: 1) ао = 1,75 мм; 2) ао = 1,525 мм; 3)ао= 1,475 мм)

Среднее значение ао, мм Доверительный интервал ±Д (Р = 0,99; {=49) Дисперсия адекватности ^ Дисперсия воспроизводимости ^

1) 1,74496 0,00258 0,000080 0,000047

2) 1,52526 0,00132 0,000014 0,000012

3) 1,47674 0,00094 0,000010 0,000006

Критерий Кохрена (<х = 0,01;т = 5;Г=9) Критерий Фишера №=44^ = 45)

в расчетный в табличный Р расчетный Б табличный

1)0,26861 0,4854 1,72682 =1,950

2) 0,25004 0,4854 1,14400 =1,950

3) 0,24435 0,4854 1,62389 =1,950

Для всех полученных экспериментальных данных расчетные критерии Кохрена и Фишера меньше табличного. Проведенная обработка экспериментальных данных позволила установить воспроизводимость данных. Разработанный метод и программно-аппаратный комплекс экспериментальной установки автоматического дистанционного контроля и диагностики размеров дисперсных частиц позволяют корректно определять собственные частоты механических колебаний дисперсных частиц и находить по ним размер частиц в диапазоне от 1 до 5 мм с относительной погрешностью, не превышающей 2 %.

Результаты исследований внедрены в цехе № 1 ФКП «Бийский олеумный завод».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В итоге проведения исследовательской работы получены следующие результаты:

1. Создана математическая модель взаимодействия ультразвуковых колебаний с дисперсной частицей и проведено компьютерное моделирование, позволяющее определять колебания поверхности дисперсной частицы в зависимости от энергетических и временных параметров внешнего воздействия, производить расчет пиковой интенсивности и характерной длительности импульса ультразвуковых колебаний и времени затухания колебательных мод, для повышения точности контроля размеров частиц.

2. Разработан новый оптико-акустический метод дистанционного контроля размеров дисперсных частиц, основанный на модуляции интенсивности рассеяния света за счет собственных механических колебаний поверхности этих частиц. Новизна решения подтверждена патентом РФ № 2346261.

3. Разработана и изготовлена экспериментальная установка для автоматического дистанционного контроля и диагностики размеров частиц для систем газ-жидкость и жидкость-жидкость. Результаты обработки экспериментальных данных подтвердили возможность применения метода для определения диаметров дисперсных частиц с абсолютной погрешностью, не превышающей 0,03 мм (доверительная вероятность Р = 0,99), в диапазоне от 2,95 до 3,5 мм.

4. В результате проведенного информационного исследования по методам и средствам измерений и анализа основных этапов создания измерительно-вычислительных комплексов сбора, обработки аналоговой и цифровой информации был разработан программно-аппаратный комплекс дисперсионного анализа, позволяющий определять собственные частоты механических колебаний дисперсных частиц и находить по ним диаметры частиц в диапазоне от 1 до 5 мм с относительной погрешностью, не превышающей 2%.

5. Результаты исследований внедрены в цехе № 1 ФКП «Бийский олеум-ный завод» для оптимизации параметров абсорбера распыливающего типа.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ

1. Патент № 2346261 Российская Федерация. Способ определения параметров дисперсных частиц / Максачук А.И., Леонов Г.В. Опубл. 10.02.2009, Бюл. № 4.

2. Максачук, А.И. Способ определения параметров дисперсных частиц для систем газ-жидкость и жидкость-жидкость / А.И. Максачук, Г.В. Леонов // Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях: межвузовский сборник. - Бийск: АлтГТУ, 2003. - С. 159-164.

3. Максачук, А.И. Способ определения параметров дисперсных частиц / А.И. Максачук, Г.В. Леонов // Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях: межвузовский сборник. - Бийск: АлтГТУ, 2004. - С. 193-196.

4. Максачук, А.И. Способ определения параметров дисперсных частиц / А.И. Максачук, Г.В. Леонов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2005 - № 1.- С. 44-46.

5. Максачук, А.И. Определение размеров дисперсных частиц для систем газ-жидкость / А.И. Максачук, Г.В. Леонов // Электронный журнал «Исследовано в России», 018.-2009 г. - С. 167-182, http://zhurnal.ape.relarn.ni/articles/2009/018.pdf.

6. Максачук, А.И. Метод и средства контроля размеров дисперсных частиц / А.И. Максачук, Г.В. Леонов //Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2009. - № 4. - С. 38-44.

7. Максачук, А.И. Оптико-акустический метод дистанционного контроля размеров дисперсных частиц / А.И. Максачук, Г.В. Леонов // Электронный журнал «Техническая акустика». - 2009 - 4, http://eita.ora.

Подписано в печать 28.04.2009 г. Печать - ризография. Заказ № 2009-34 Объем 1,37 пл. Тираж 100 экз. Отпечатано в ВЦ БТИ АлтГТУ им. И.И. Ползунова 659305, г. Бийск, ул. Трофимова, 27

Введение.

1 Аналитический обзор научно-технической литературы по системам контроля размеров дисперсных частиц.

1.1 Дисперсные системы.

1.1.1 Классификация дисперсных систем.

1.1.2 Геометрические параметры поверхности.

1.2 Оптические свойства дисперсных систем.

1.2.1 Оптические свойства высоко дисперсных систем.

1.2.2 Оптические свойства средне— и грубодисперсных систем.

1.3 Дисперсионный анализ.

1.3.1 Распределение частиц полидисперсных систем по размерам.

1.3.2 Размер частиц неправильной формы.

1.3.3 Методы дисперсионного анализа.

1.3.3.1 Особенности оптических свойств дисперсных систем и оптические методы анализа поверхностных слоев и дисперсности.

1.3.3.2 Нефелометрия и турбидиметрия.

1.3.3.3 Седиментационный анализ.

1.4 Цели и задачи исследования.

2 Теоретическое описание взаимодействия зондирующего излучения с дисперсными частицами.

2.1 Оптические поля в сферических частицах.

2.2 Резонансы оптического поля в слабо поглощающих частицах.

2.3 Процессы вынужденного рассеяния света в сферических частицах.

3 Разработка оптического дистанционного метода определения геометрических параметров дисперсных частиц.

3.1 Деформации дисперсных частиц под воздействием внешних сил

3.2 Взаимодействие зондирующего излучения с дисперсной частицей. Рассеяние света колеблющимися частицами.

3.3 Метод определения геометрических параметров дисперсных частиц, по распределению интенсивности рассеянного излучения на плоскости фотоприёмника.

3.4 Метод определения геометрических параметров дисперсных частиц, по скорости их перемещения.

3.5 Метод определения геометрических параметров дисперсных частиц, по их собственным частотам механических колебаний.

3.5.1 Разработка математической модели взаимодействия ультразвуковых колебаний с дисперсной частицей.

4 Разработка комплекса программно-технических средств для экспериментальной установки автоматического дистанционного контроля и диагностики геометрических параметров дисперсных частиц.

4.1 Разработка экспериментальной установки для автоматического дистанционного контроля и диагностики геометрических параметров дисперсных частиц для систем газ-жидкость и жидкость-жидкость.

4.2 Разработка комплекса программного обеспечения.

4.3 Обработка экспериментальных данных комплексом программного обеспечения.

4.4 Статистическая обработка экспериментальных данных.

В химической, энергетической, пищевой и ряде других отраслей промышленности геометрические параметры дисперсных систем являются важнейшими исходными, промежуточными и, во многих случаях, конечными параметрами качества объектов переработки.

Большинство используемых в настоящее время методов определения поверхности контакта фаз [1] основаны, как правило, на измерении некоторого усредненного значения поверхности без учёта распределения частиц по размерам, их анизометрии и пр.

Удельная поверхность частиц дисперсных систем определяет интенсивность физико-химических процессов на границе раздела фаз [2], т.е. свойства системы являются функциями размеров частиц. Таким образом, размер частиц (или дисперсность) является важнейшим количественным показателем дисперсных систем, определяющих их качественные особенности. Знание поверхности контакта фаз необходимо для более глубокого понимания процессов тепло-массообмена и более обоснованных методов расчета, а также при моделировании технологических тепло-массообменных аппаратов и осуществлении их прямого цифрового управления.

На поверхностях раздела фаз возникают особые силовые, а при неизотермическом течении и тепловые взаимодействия. Эти взаимодействия самым существенным образом сказываются на изменениях полей скоростей течения, давлений, температур, концентраций при переходе от одной точки пространства к другой, отделенной от первой поверхностью раздела фаз. Во многих случаях на границах раздела фаз возникают скачки давления, температуры и вектора скорости течения [3].

В ходе протекания технологического процесса в каждой точке фазы и на границе раздела происходит перенос импульса, энергии, массы [4]. Весь процесс в целом протекает в аппарате с конкретными геометрическими характеристиками, оказывающими, в свою очередь, влияние на характер этого процесса. Подобного рода системы характеризуются чрезвычайно сложным взаимодействием составляющих их фаз и компонентов. Ключ к решению этой проблемы дает метод математического моделирования [5], базирующийся на стратегии системного анализа, сущность которой заключается в представлении процесса как сложной взаимодействующей иерархической системы с последующим качественным анализом ее структуры, разработкой математического описания и оценкой независимых параметров. Такой подход позволяет наиболее полно установить совокупность явлений всего процесса и связей между ними.

Под математическим моделированием понимают изучение свойств объекта на математической модели. Его целью является - определение оптимальных условий протекания процесса, управление им на основе математической модели и перенос результатов на объект. Математическое моделирование включает три взаимосвязанных этапа [6]:

- составление математического описания исследуемого объекта;

- выбор метода решения системы уравнений математического описания;

- реализация его в форме моделирующей программы;

- установление адекватности модели объекту.

В модели должны быть учтены все наиболее существенные факторы, влияющие на процесс, и вместе с тем она не должна быть загромождена множеством мелких, второстепенных факторов, учет которых только усложнит математический анализ и сделает исследование чрезмерно громоздким, либо вообще нереализуемым.

В настоящее время при эксплуатации тепло-массообменных аппаратов стараются применять наиболее приемлемые варианты оптимального управления технологическим процессом, базирующиеся на принципах прямого цифрового управления [7], с целью более эффективного его функционирования (экономия топлива, сырья, материалов и других ресурсов; обеспечение безопасности работы объекта; обеспечение заданных параметров выходной продукции (формирование качества); снижение затрат ручного труда; достижение оптимальной нагрузки оборудования; автоматизация режимов работы).

Реализация эффективного управления качеством на стадии его формирования в технологическом тепло-массообменном аппарате возможна только при получение измерительной информации о поверхности контакта фаз в требуемом объеме. Однако зачастую отсутствие достаточно точных для современных производств средств оперативного контроля, невозможность работы существующих приборов и систем дисперсионного анализа многофазных полидисперсных систем в потоке среды или непосредственно в объемах аппаратов не позволяет осуществлять эффективное управление.

Если известны определенные из опыта объемные коэффициенты массопередачи (или массоотдачи), для инженерного расчета тепло-массообменных аппаратов знание поверхности контакта не требуется. Однако для более глубокого понимания процессов массообмена и более обоснованных методов расчета, а также при моделировании аппаратов знание поверхности контакта необходимо. Особенно остро проблема ощущается при определении поверхности контакта фаз агрессивных сред и в области потенциально опасных технологий. В данном случае разработка методов автоматизированного дистанционного контроля и диагностики дисперсных сред, позволяющих определять как дифференциальные, так и интегральные характеристики распределения частиц по размерам, особенно актуальна.

Одним из наиболее эффективных путей получения информации о различных дисперсных средах является исследование их оптических свойств в связи с формирующими их факторами [8].

В итоге проведения исследовательской работы, получены следующие результаты:

1. Создана математическая модель взаимодействия ультразвуковых колебаний с дисперсной частицей и проведено компьютерное моделирование, позволяющее определить колебания поверхности дисперсной частицы в зависимости от энергетических и временных параметров внешнего воздейст вия, производить расчет пиковой интенсивности и характерной длительности импульса ультразвуковых колебаний и время затухания колебательных мод, для повышения точности контроля размеров частиц.2. Разработан новый оптико-акустический метод дистанционного контроля размеров дисперсных частиц, основанный на модуляции интенсивности рассеяния света за счёт собственных механических колебаний поверхности этих частиц Новизна решения подтверждена патентом РФ № 2346261.3. Разработана и изготовлена экспериментальная установка для автоматического дистанционного контроля и диагностики размеров частиц для систем газ-жидкость и жидкость-жидкость. Результаты обработки экспериментальных данных подтвердили возможность применения метода для определения диаметров дисперсных частиц, с абсолютной погрешностью не превышающей 0,03 мм (доверительная вероятность Р = 0,99), в диапазоне от

2,95 до 3,5 мм.4. В результате проведенного информационного исследования по методам и средствам измерений и анализа основных этапов создания измерр1тельно вычислительных комплексов сбора, обработки аналоговой и цифровой информации бьш разработан программно-аппаратный комплекс дисперсионного анализа, позволяющий определять собственные частоты механических колебаний дисперсных частиц и находить по ним диаметры частиц в диапазоне от 1 до 5 мм, с относительной погрешностью не превышающей 2%.5. Результаты исследований внедрены в цехе № 1 ФКП «Бийсьсий олеумныи завод» для оптимизации параметров абсорбера распыливающего типа.

1. ЗимонА.Д. Коллоидная химия: Учебник для вузов. —3-е изд., доп. и исправл. /Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. -М.:АГАР,2001. -320с., илл.

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

3. Кутателадзе С. Гидродинамика газожидкостных систем. /Кутателадзе С, Стырпкович М. А. Изд. 2-е, перераб. и доп. -М.:Энергия,1976. -296с.

4. Джейкок М. Химия поверхностей раздела фаз. /Пер. с англ. /Джейкок М., Парфит Д. -М.:Мир,1984. -269с.

5. Батунер Л.М. Математические методы в химической технике /Л.М. Батунер, М.Е. Позин; Под общ. ред. М.Е. Позина. -Л.:Химия,1971. -824с.

6. Кафаров В.В. Математическое моделирование основных процессов химических производств /Кафаров В.В., Глебов М.Б. -М.:Высшая школа, 1991.-400с.

7. Полоцкий Л.М. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов в химической промышленности /Полоцкий Л.М., Лапшенков Г.И. -М.:Химия,1973. -320с.

8. Лопатин В.Н. Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред. /В.Н. Лопатин, А. В. Приезжев, А. Д. Апонасенко, Н. В. Шепелевич, В. В. Лопатин, П. В. Пожиленкова, И. В. Простакова. -М.:ФИЗМАТЛИТ,2004. -384с. -ISBN 5-9221-0547-7.

9. Ландау Л.Д. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. VIII. Электродинамика сплошных сред. -4-е изд., стереот. / Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. -М.:ФИЗМАТЛИТ,2005. -656с. -ISBN 5-9221-0123-4 (Т. VIII).

10. Фейнман Р.Ф. Фейнмановские лекции по физике Вып. 3: Излучение. Волны. Кванты. /Р.Ф. Фейнман, Р.Б. Лейтон, М. Сэндс. -Едиториал УРСС,2004. -240с.

11. Сушкевич Т.А. Математические модели переноса излучения. /Сушкевич Т.А. -М.:БИНОМ. Лаб. знаний,2006. -661с.

12. Толстой Н.А. Электрооптика и магнитооптика дисперсных систем. /Толстой Н.А., Спартаков А.А. -СПб:Изд-во СП6ГУ,1996. -244с.

13. Ландау Л. Д. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. П. Теория поля. -8-е изд., стереот. /Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. -М.:ФИЗМАТЛИТ,2003. -536с. -ISBN 5-9221-0056-4 (Т. II).

14. Планк М. Введение в теоретршескую физику: Оптика. Пер. с нем. -Р1зд. 2-е, испр. /Планк М. -M.:URSS: КомКнига,2005. -162с.

15. Ландау Л. Д. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. IV. Квантовая электродинамика. - 4-е изд., испр. /Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. -М.:ФИЗМАТ ЛИТ,2002. -720с. -ISBN 5-9221-0058-0 (Т. IV).

16. Детлаф А. А. Курс физики. /Детлаф А. А., Яворский Б. М. -М.:Высш. шк., 1999.-718с.

17. Савельев И.В. Курс общей физики, т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика: Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. /Савельев И.В. — М.:Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. — 496с.

18. Борн М. Основы оптики. /Бори М., Вольф Э. -М.:Наука,1970. -856с.

19. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. /Шифрин К.С. - М.:ГИТТЛ,1951.-288с.

20. Яворский Б.М. Основы физики, т. 2. Электродинамика колебания и волны основы квантовой физики атомов, молеккул и твердых тел физика ядра и элементарных частиц. /Яворский Б.М., Пинский А.А. — М.:Наука,1972. -732с.

21. Яворский Б.М. Основы физики. Колебания и волны. Квантовая физика. Физика ядра и элементарных частиц. Кн.2, изд.5. /Яворский Б.М., Пинский А А. -М.:ФИЗМАТЛИТ,2003. -680с.

22. Матвеев А.Н. Оптика: Учеб. пособие для физ. спец. вузов. /Матвеев А.Н. -М.:Высш. шк.,1985. -351с.

23. Иродов И.Е. Общая фр1зика. Волновые процессы. Основные законы. Учебное пособие. /Иродов И.Е. -М.:Физматлит,1999. -256с.

24. Берд Д. Физика. От теории к практике: В 2 ICH. КН . 1 : Механика. Оптика. Термодинамика. /Берд Д. -М.:Додэка, 2006. -255с.

25. Сивухин Д.В. Общий курс физики. T.IV. Оптика. /Сивухин Д.В. - М.:Наука,1980-768с.

26. Савельев И.В. Курс общей физики, том III. Оптика, атомная физика, физика атомного ядра и элементарных частиц. /Савельев И.В. -М.:Главная редакция физико-математической литературы изд-ва "Наука", 1971.-528с.

27. Хакен Г. Лазерная светодинамика. Перев. с англ. /Хакен Г. - М.:Мир,1988.-350с.

28. Рамм В.М. Абсорбция газов. /Рамм В.М. -М.:Химия,1988.

29. Броунштейн Б.И. Гидродинамика, массо- и теплообмен в колонных аппаратах /Броунштейн Б.И., Щеголев В.В. -Л.:Химия,1988. -336с.

30. Зуев В.Е. Оптика атмосферного аэрозоля. /Зуев В.Е., Кабанов М.В. - Л.:Гидрометеоиздат,1987. -254с.

31. Фейнман Р.Ф. Фейнмановские лекции по физике Вып. 7: Физика сплошных сред, /Р.Ф. Фейнман, Р.Б. Лейтон, М. Сэндс. -Едиториал УРСС,2004. -287с.

32. Мандельштам Л.И. Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике. /Мандельштам Л.И. -М.:Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1972. -437с.

33. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. /Шифрин К.С. —М.:Л.: ГИТТЛ, 1951.-288с.

34. Кегкег М. The scattering of light and other electromagnetic radiation. /Kerker M. New York; LondoniAcad. Press, 1969. -645c.

35. Пришивалко A.П. Оптические и тепловые поля внутри светорассеивающих частиц. /Пришивалко А.П. -Минск: Наука и техника, 1983. -190с.

36. Борн М. Основы оптики. /Борн М., Вольф Э. -М.:Наука,1970. -855с.

37. Вайнштейн Л.А. Открытые резонаторы и открытые волноводы. /Вайнштейн Л.А. -М.:Сов. радио, 1966. -476с.

38. Землянов А. А., Гейнц Ю. Э. Вынужденное рассеяние света сферическими частицами // Оптика атмосферы и океана. 1997. Т. 10. № 4-

39. Гейнц Ю.Э. Нелинейная оптика атмосферного аэрозоля. /Ю.Э. Гейнц, А.А. Землянов, В.Е. Зуев, A.M. Кабанов, В.А. Погодаев. -Новосибирск:Изд-во СО РАН, 1999. -260с.

40. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М.: Гостехиздат, 1957. - 266 с.

41. Землянов А.А. Устойчивость малых колебаний прозрачной капли в мош;ном световом поле //Квантовая электроника. 1974. Т. 1. № 9. 2085-2088.

42. Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика: Пер. с англ. /Агравал Г. - М.:Мир,1996. -323с. -ISBN 5-03-002418-2.

43. Копытин Ю.Д., Иванов Ю.В. Селективное взаимодействие последовательности лазерных импульсов с аэрозольной средой //Квантовая электроника. 1982. Т. 9. № 3. 591-593.

44. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. 3-е изд., перераб. и доп. /Лойцянский Л.Г. -М.гНаука. Гл. ред. физ.- мат. лит., 1970. -904с.

45. Бронштейн И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов /Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. -М.:Наука,1981. -720с.

46. Яворский Б.М. Основы физики. - 2-е изд., перераб. /Яворский Б.М., Шшский А.А. -М.:Наука,1974. -960с.

47. Грег Адсорбция, удельная поверхность, пористость. Пер. с англ. —изд. 2-е.: Учебник /Грег С , СРШГ К. -М.: Мир,1984.

48. Ламб Г. Гидродинамика. /Ламб Г. -М.:Гостехиздат,1954. -649с.

49. Максачук А.И., Леонов Г.В. Способ определения параметров дисперсных частиц //Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2005 №

50. Максачук А.И., Леонов Г.В. Способ определения параметров дисперсных частиц. Патент РФ № 2346261. Опубликовано: 10.02.2009 Бюл. № 4.

51. Ландау Л. Д. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. VI. Гидродинамика. - 5-е изд., стереот. /Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. -М.:ФИЗМАТЛИТ,2001. -736с-ISBN 5-9221-0121-8 (Т. VI).

52. Вольмир А.С. Оболочки в потоке жидкости и газа: Задачи гидроупругости. /Вольмир А.С. -М.:Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979, -320с.

53. Броунштейн Б.И. Гидродинамика, массо- и теплообмен в дисперсных системах /Броунштейн Б.И., Фишбейн Г.А. -Л.:Химия,1977. -280с.

54. Ландау Л.Д. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. VII. Теория упругости. - 5-е изд., стереот. /Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. -М.:ФИЗМАТ ЛИТ,2003. -264с. -ISBN 5-9221-0122-6 (Т. VII).

55. Губайдуллин Д.А. Динамика двухфазных парогазокапельных сред. /Губайдуллин Д.А. -Казань:Издательство Казанского математического общества, 1998. -154с.

56. Ландау Л.Д. Теоретическая физика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. I. Механика. - 5-е изд., стереот. /Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. -М.:ФИЗМАТЛИТ,2004. -224с. -ISBN 5-9221-0055-6 (Т. I).

57. Савельев И.В. Курс общей физики, том I. Механика, колебания и волны, молекулярная физика. /Савельев И.В. -М.:Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1970. -508с.

58. Владимиров B.C. Уравнении математической физики. - изд. 4-е. /Владимиров B.C. -М.:Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981. -512с.

59. Владимиров B.C. Уравнения математической физики: Учебник для вузов. - 2-е изд., стереотип. /Владимиров B.C., Жаринов В.В. -М.:ФР13МАТЛИТ,2004. ^ООс. -ISBN 5-9221-0310-5.

60. Зорич В.А. Математический анализ. Часть I. Изд. 2-е, испр. и доп. /Зорин В.А. -М.:ФАЗИС,1997. -554с. -ISBN 5^7036-0031-6.

61. Владимиров B.C. Обобщенные функции в математической физике. Изд. 2-е, испр. и дополи. Серия: «Современные физико-технические проблемы» /Владимиров B.C. -М.:Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979. -320с.

62. Зорич В.А. Математический анализ: Учебник. Ч. П. /Зорич В.А. - М.:Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. — 640с.

63. Ландау Л.Д. Квантовая механика: Учеб. пособ.: Для вузов. В 10 т. Т. 1. /Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. -М.:Наука,1969. -271с..

64. Сивухин Д.В. Общий курс физики Т. I. Механика /Сивухин Д.В. - М.:Наука,1979. -520с.

65. Зоммерфельд А. Механика деформируемых сред. Перевод с немецкого Е.М. Лифшица. /Зоммерфельд А. -М.гИностранная литература, 1954. -380с.

66. Курант Р., Гильберт Д. Методы математической физики, т.2. /Курант Р., Гильберт Д. М. -Л.:ГТТИ,1945. -620с.

67. Горбузов В.Н. Целые решения алгебраических дифференциальных уравнений: монография / В.Н. Горбузов. -Гродно:ГрГу,2006. -255с. -ISBN 985-417-^75-1.

68. Максачук А.И., Леонов Г.В. Определение размеров дисперсных частиц для систем газ-жидкость //Электронный журнал "Исследовано в России", 018, стр. 167-182, 2009 г. http://zhmnal.ape.relarn.ru/articles/2009/018.pdf.

69. Крылов В.И. Вычислительные методы: Учебное пособие для ВТУЗов / В.И. Крылов, В.В. Бобков, П.И. Монастырный. -М.:Наука,1976. -303с.

70. Волков Е.А. Численные методы. /Волков Е.А. -М.:Наука,1982. -256с.

71. Максачук А.И., Леонов Г.В. Метод и средства контроля размеров дисперсных частиц //Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2009 № 4, 38 - 44. '

72. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. /Кафаров В.В. -М.:Высшая школа,1979. -439с.

73. Беннет К.О. Гидродинамика, теплообмен и массообмен /К.О. Беннет, Дж.Е. Майерс; Под ред. Н.И. Гельперина, И.А. Чарного. -М.:Недра,1966. -728с.

74. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. /Адлер Ю.П. - Металлургия, 1969. -196с.

75. Лебедовский М.С. Автоматизация в промыпшенности. /Лебедовский М.С, Федотов А.И. -Л.:Лениздат,1976. -256с.

76. Ермаков О.Н. Прикладная оптоэлектроника. /Ермаков O.K. - М.:Техносфера,2004. -414с.

77. Архангельский А.Я. Приемы программироваш4Я в Delphi на основе VCL. /Архангельский А.Я. - М . : 0 0 0 «Бином-Пресс»,2006. -944с.

78. Фаронов В.В. Delphi 2005. Разработка приложений для баз данных и Интернета/Фаронов В.В. -М.:Питер,2006. -603с.

79. Максачук А.И., Леонов Г.В. Оптико-акустический метод дистанционного контроля размеров дисперсных частиц //Электронный журнал «Техническая акустика», 2009, 4, http://eita.org.

80. Хомоненко А. Delphi 7: Наиболее полное руководство. /Хомоненко А., Гофман В., Мещеряков Е. и др. -Петербург:Изд. - БХВ,2006. -1200с.

81. Острейковский Владислав, Крылов Е.В., Типикин Н.Г. Техника разработки программ. В 2 книгах. Книга 2. Технология, надежность и качество программного обеспечения. Учебник. /Острейковский Владислав, Крьшов Е.В., Типикин Н.Г. -М.:Высшая школа,2008 -469с.

82. Бобровский С И . Delphi 7: учебный курс. /Бобровский С И . - М.;СПб.:Питер,2007. -736с.

83. Фаронов В.В. Delphi: программирование на языке высокого уровня: учеб. для вузов по направлению подготовки техника /Фаронов В.В. -М.:Питер,2007. -640с.

84. Елисеева И.И. Общая теория статистики /Елисеева И.И., Юзбашев М.М, -М.:Финансы и статистика,2003, -480с.

85. Пестриков Виктор. Delphi на примерах. /Пестриков Виктор, Маслобоев Артур. -СПб.:БХВ-Петербург,2005. ^ 9 6 с .

86. Боровский А. Программирование в Delphi 2005. /Боровский А. - СПб.:БХВ-Петербург,2005. -448с.

87. Форсайт Дж. Машинные методы математргческих вычислений /Дж. Форсайт, М. Малькольм, К. Моулер. -М.:МирД980. -279с.

88. Хомоненко А.Д. Самоучитель Delphi. /Хомоненко А.Д., Гофман В.Э. - СПб.:БХВ-Петербург,2005. -576с.

89. Архангельский А.Я. Delphi 2006. Справочное пособие: Язык Delphi, классы, функции Win32 и .NET. /Архангельский А.Я. - М . : 0 0 0 «Бином-Пресс»,2006.-1152с.

90. Курант Р. Методы математической физики. В 2 т. Т. I. /Курант Р., Гильберт Д. -М.: ГТТИ, -538 с.

91. Горбунов СИ. Создание новых компонентов в Delphi. /Горбунов С И . - М.:Альтекс,2006. -288с.

92. Самарский А.А. Численные методы. /Самарский А.А., Гулин А.В. - М.:Наука,1989. -432с.

93. Усакова О.Ф. Программирование алгоритмов обработки данных. / О.Ф. Усакова, Н.В. Старкова, И.Е. Воронина, М.В. Бакланов, В.М. Мельников. -СП.:БХВ-Петербург,2003. -192с.

94. Максачук А.И., Леонов Г.В. Способ определения параметров дисперсных частиц //Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях: Межвузовский сборник. - Бийск: АлтГТУ, 2004, С 193 - 196.

95. Налимов В.В. Статистические методы планирования экстремального эксперимента. /Налимов В.В., Чернова Н.А. -М.:Наука,1966. -212с.

96. Елисеева И.И. Общая теория статистики. /Елисеева И.И., Юзбашев М.М. -М.:Финансы и статистика,2003. ^ 8 0 с .

97. Решетников М.Т. Планирование эксперимента и статистическая обработка данных. /Решетников М.Т. -Томск:Томский Государственный Университет систем управления и радиоэлектроники,2000. —231с.

98. Рид Р. Свойства газов и жидкостей. /Р. Рид, Дж. Праусниц, Т. Шервуд; Под ред. Б.И. Соколова. -Л.:Химия,1982. -592с.

99. Ефимов А.И. Свойства неорганических соединений. /А.И. Ефимов, Л.П. Белорукова, И.В. Василькова и др.; Под ред. А.И. Ефимова. — М.:Хнмия, 1983.-389с.