Методика розрахунку циліндричної ультразвукової кавітаційної камери фільтра з ефектом регенерації
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2020.82.52-60Ключові слова:
ультразвуковий кавітаційний реактор, ультразвукова резонансна система, кавітаційне фільтрування, методика розрахунку коливальних систем, трубчастий вібратор, п’єзоелектричний привід поздовжніх переміщеньАнотація
Розглянуті питання розрахунку ультразвукових проточних кавітаторів з циліндричним трубчастим вібратором, для створення систем ультразвукового кавітаційного фільтрування з ефектом регенерації фільтрувального елементу. Запропонована методика розрахунку геометричних розмірів акустичної резонансної системи модульної секції трубчастого ультразвукового кавітатора, що збуджується складеними п’єзоелектричними приводами-випромінювачами, які здійснюють поздовжні коливання і встановлені на зовнішній поверхні трубчастого вібратора. Представлені результати моделювання, які підтверджують можливість створення ультразвукових проточних кавітаторів, вібратор яких збуджується на радіально-згинальній моді коливань, для технологічного процесу ультразвукового кавітаційного фільтрування з ефектом регенерації.
Посилання
Перелік посилань
Ляшок A. B. Ультразвукове розпилення рідини у мeхатроиних системах штучного мікроклімату / A. B. Ляшок, О. Ф. Луговський // Промислова гідравліка і пневматика. - 2011. - № 4. - C. 20–25.
Яхно О. М. Исследование возможностей технологии ультразвуковой кавитационной очистки эластичных поверхностей / О. М. Яхно, Е. А. Луговская, А. В. Мовчанюк // Вісник НТУУ <<КПІ>>. Машинобудування. - 2010. - № 58. - C. 234-240.
Колос А. А. Ультразвуковая очистка деталей во фреоновых композициях / А. А. Колос // Вісник двигунобудування. - 2014. - № 2. - C. 192–196.
Хмелев В. Н. Ультазвуковая кавитационная обработка вязких дисперсніх жидких сред / В. Н. Хмелев, С. С. Хмелев, Р. Н. Голых, А. В. Шалунов // Ползуновский вестник. - 2014. - № 4. - Т.2. - С. 110–115.
Берник І. М. Інтенсифікація процесу екстрагування рослинної сировини з використанням ультразвукової кавітації / І. М. Берник // Техніка, енергетика, транспорт АПК. - 2017. - № 3. - С. 69-73.
Al-Amoudi A. Fouling strategies and the cleaning system of nf membranes and factors affecting cleaning efficiency / A. Al-Amoudi, R.W. Lovitt // Journal of Membrane Science. - 2007. - pp. 4–28.
Regula C. Chemical cleaning/disinfection and ageing of organic uf membranes: a review / C. Regula, E.Carretier, Y. Wyart, та. ін. // Water Research. - 2014. - Vol. 56, № 1. - pp. 325–365.
Porcelli N. Chemical cleaning of potable water membranes: a review / N. Porcelli, S. Judd // Separation and Purification Technology. - 2010. - Vol. 44, № 5. - pp. 1389–1398.
Wegener K. Fluid elements in machine tools / K. Wegener, J. Mayr, M. Merklein and others // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 2017. - Vol. 66, № 2. - pp. 611–634.
Сиротюк М.Г. Экспериментальные исследования ультразвуковой кавитации. - В кн.: Физика и техника мощного ультразвука, том.II. Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л.Д. Розенберга. - М.: Наука, 1968. - С. 167-221
Gracey, M. T. Cavitation erosion used for material testing / M.T. Gracey, A.F. Conn // Erosion by liquid and solid impact: рroc. of 7th intern. conf. 7 – 10 sept. 1987 – Cambridge. -. 1987. - pp. 25 – 34.
Linzheng Ye. Damage characteristics and surface description of near-wall materials subjected to ultrasonic cavitation / Ye Linzheng, Zhu Xijing, Wei Xumin, Wu Shu'an // Ultrasonics Sonochemistry. - 2020. - Vol. 67.
Методика расчета цилиндрических ультразвуковых кавитационных камер с радиально-изгибными колебаниями стенок / А. В. Мовчанюк // Вісник Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут". Серія: Машинобудування. - 2015. - № 3. - С. 80-86.
Joon Hin Leea. Numerical simulation on ultrasonic cavitation due to superposition of acoustic waves / Hin Leea Joon, Yen Tey Wah, Moon Lee Kiat, Kang Hooi-Siang, Quen Lee Kee // Materials Science for Energy Technologies. - 2020. - Vol. 3. - pp. 593-600.
Берник І. М. Методика розрахунку ультразвукового кавітаційного обладнання для технологічного процесу гідролізу-екстрагування пектину / І. М. Берник, І. А. Гришко, О. Ф. Луговський // Вібрації в техніці та технологіях. - 2009. - № 4 (56). - С. 123-128.
Игнациус Г. И. Теория поля / Г. И. Игнациус. - Москва: Знание, 1971. - 112 с.
Лепендин Л. Ф. Акустика / учебн. пособие для вузов / Л. Ф. Лепендин. - Москва: Высшая школа, 1978. - 448 с.
Nakayama T. Higher mathematics for physics and engineering / T. Nakayama, H. Shima. - Berlin, Heidelberg : Springer, 2011. - 694 с.
Guggenberger J. Vibrations / J. Guggenberger, G. Müller // Handbook of Engineering Acoustics. - Berlin, Heidelberg : Springer, 2013. - С. 651–690.
Зілінський А. Performance increase of ultrasound liquid sprayers / А. Зілінський, А. Мовчанюк, О. Луговський, А. Лавриненков // Mechanics and Advanced Technologies. - 2017. - Vol. 2. - C. 113-122. https://doi.org/10.20535/2521-1943.2017.80.111878
Кумабэ Д. Вибрационное резание / Д. Кумабэ. - Москва: Машиностроение, 1985. - 424 с.
Богуслаев В. А. Формирование поверхностного слоя деталей выглаживанием с ультразвуковым нагружением. монография / В. А. Богуслаев, В. А. Титов, А. Я. Кочан, та. ін. - Запорожье: Мотор Січ, 2012. - 236 с.
References
Liashok A. V. and Luhovskyi O.F. (2011) Ultrazvukove rozpylennia ridyny u mekhatroynykh systemakh shtuchnoho mikroklimatu [Ultrasonic spraying of liquid in mechatronic systems of artificial microclimate]. Promyslova hidravlika i pnevmatyka, no 4, pp. 20–25.
Jakhno O. M., Luhovska K. O. and Movchanuk A. V. (2010) Issledovaniye vozmozhnostey tekhnologii ul'trazvukovoy kavitatsionnoy ochistki elastichnykh poverkhnostey [Study of the capabilities of the technology of ultrasonic cavitation cleaning of elastic surfaces], Visnyk NTUU «KPI». Mashynobuduvannia, no. 58, pp. 234-240.
Kolos A. A. (2014) The ultrasound clearing in freon-compositions, Visnyk dvyhunobuduvannia, No 2, pp. 192-196. (In Russian)
Khmelev V. N., Khmelev S. S., Golykh R. N. and Shalunov A. V. (2014) Ul'trazvukovaya kavitatsionnaya obrabotka vyazkikh dispersnіkh zhidkikh sred [Ultrasonic cavitation treatment of viscous dispersed liquid media] Polzunovskii vestnik, Vol. 2, No 4, pp. 110–115.
Bernyk I. M. (2017) Intensyfikatsiia protsesu ekstrahuvannia roslynnoi syrovyny z vykorystanniam ultrazvukovoi kavitatsii [Intensification of the process of extraction of vegetable raw materials using ultrasonic cavitation], Tekhnika, enerhetyka, transport APK, Iss. 3, pp. 69-73.
Al-Amoudi A. and Lovitt R.W. (2007) Fouling strategies and the cleaning system of NF membranes and factors affecting cleaning efficiency. Journal of Membrane Science, Vol. 303, Iss. 1-2, pp. 4-28. DOI: 10.1016/j.memsci.2007.06.002
Regula C., Carretier E., Wyart Y., Gésan-Guiziou G., Vincent A., Boudot D. and Moulin P. (2014) Chemical cleaning/disinfection and ageing of organic UF membranes: A review. Water Research, Vol. 56, pp. 325-365. DOI: 10.1016/j.watres.2014.02.050
Porcelli N. and Judd S. (2010) Chemical cleaning of potable water membranes: A review. Separation and Purification Technology, Vol. 71, Iss. 2, pp. 137-143. DOI: 10.1016/j.seppur.2009.12.007
Wegener K., Mayr J., Merklein M., Behrens B., Aoyama T., Sulitka M., Fleischer J., Groche P., Kaftanoglu B., Jochum N. and Möhring H. (2017) Fluid elements in machine tools. CIRP Annals, Vol. 66, Iss. 2, pp. 611-634. DOI: 10.1016/j.cirp.2017.05.008
Sirotyuk M.G. and Rosenberg L. D. ed. (1968) Eksperimentalnyye issledovaniya ultrazvukovoy kavitatsii [Experimental studies of ultrasonic cavitation. - In the book: Physics and technology of powerful ultrasound, Vol. II. Powerful ultrasonic fields]. Moscow, Science Publ., pp. 167-221
Gracey M.T. and Conn A. F. (1987) Cavitation erosion used for material testing. Erosion by liquid and solid impact, Proc. of 7th intern. conf., Cambridge, pp. 25-34.
Ye L., Zhu X., Wei X. and Wu S. (2020) Damage characteristics and surface description of near-wall materials subjected to ultrasonic cavitation. Ultrasonics Sonochemistry, Vol. 67, pp. 105175. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2020.105175
Movchanuk A. (2015) Calculation of cylinder ultrasonic cavitation cells with radial - bending fluctuations of the walls. Journal of Mechanical Engineering, no. 3, pp. 80-86.
Lee J.H., Tey W.Y., Lee K.M., Kang H. and Lee K.Q. (2020) Numerical simulation on ultrasonic cavitation due to superposition of acoustic waves. Materials Science for Energy Technologies, Vol. 3, pp. 593-600. DOI: 10.1016/j.mset.2020.06.004
Bernyk I. M., Gryshko I. A. and Luhovskyi O. F. (2009) Metodyka rozraxunku ul`trazvukovogo kavitacijnogo obladnannya dlya texnologichnogo procesu gidrolizu-ekstraguvannya pektynu [Method of calculation of ultrasonic cavitation equipment for the technological process of hydrolysis-extraction of pectin]. Journal of Vibration in engineering and technology, No 4 (56), pp. 123-128.
Ignatius G. I. (1971) Teoriya polya [Field theory]. Moscow, Science, 112 p.
Lependin L. F. (1978) Akustika [Acoustics]. Moscow, High school publ., 448 p.
Nakayama T. and Shima H. (2010) Higher Mathematics for Physics and Engineering. DOI: 10.1007/b138494
Guggenberger J. and Müller G. (2013) Vibrations. Handbook of Engineering Acoustics, pp. 651-690. DOI: 10.1007/978-3-540-69460-1_22
Zilinskyi A., Movchanuk A., Luhovskyi O. and Lavrynenkov А. (2017) Performance increase of ultrasound liquid sprayers. Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 0, Iss. 80. DOI: 10.20535/2521-1943.2017.80.111878
Kumabe D. (1985) Vibratsionnoye rezaniye [Vibration cutting]. Moscow: Mechanical Engineering, 424 p.
Boguslaev V. A., Titov V. A., Kochan A. Ya. (2012) Formirovaniye poverkhnostnogo sloya detaley vyglazhivaniyem s ultrazvukovym nagruzheniyem [Formation of the surface layer of parts by burnishing with ultrasonic loading]. Zaporozhye, Motor Sich, 236 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Аліна Шульга, Андрій Зілінський, Олександр Луговський, Ігор Гришко, Олександр Галецький
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
