Дослідження і розробка устаткування для віброгідравлічної очистки деталей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дослідження і розробка устаткування для віброгідравлічної очистки деталей

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми

В процесі виробництва, зберігання та експлуатації виробів виникають різноманітні забруднення, що негативно впливають на кінцеву якість виробів, викликають передчасне зношування окремих деталей, погіршення параметрів приладів, вихід з ладу цілих агрегатів та систем. Це призводить до різкого падіння надійності машин, зростання експлуатаційних та ремонтних витрат, що в цілому відбивається на і без того невеликій конкурентоспроможності українських виробів на ринках, насичених імпортною продукцією. Тому підвищення промислової чистоти машин та збільшення на цій основі їх надійності та ресурсу призводить до зростання якості виробів, що формує довіру споживачів до українських марок виробів.

Розробка та впровадження в промисловість способів та засобів інтенсифікованої очистки, що дозволяють отримувати добру якість очистки при незначних витратах, набувають важливого значення.

При видаленні різноманітних видів забруднень з поверхні виробів застосовуються різні способи очистки. Кожний спосіб очистки має свої переваги та недоліки, що грунтуються як на особливостях реалізації даного способу очистки, так і на властивостях забруднень, що необхідно видаляти, їх зв'язку з поверхнями на виробах та місцерозташуванні. Саме тому не існує універсального способу очистки і для кожного окремого випадку слід ретельно зважувати доцільність використання того чи іншого способу.

Використання комбінованих способів очистки є досить ефективним методом інтенсифікації процесу очистки. Одним з таких способів є спосіб, в якому використовується зворотно - поступальний рух рідини через насадок з гострими крайками на вході. При цьому використовується гідродинамічний ефект збільшення швидкості протікання рідини, а відтак і кінетичної енергії потоку рідини при протіканні через місцевий опір - насадок у гідропульсаторі. Накладання коливань за допомогою вібраційного кулачкового приводу призводить до пульсацій потоку рідини, його турбулізації, що прискорює процес очистки внаслідок розвинутого турбулентного обміну між шарами потоку. До того ж використання гідропульсатора дозволяє проводити процес очистки в обмеженому об'ємі рідини, що дозволяє економно витрачати очисну рідину. За певних умов при протіканні пульсуючого потоку рідини через насадок з гострими крайками на вході відбувається виділення повітря, розчиненого в рідині, у вигляді газових пухирців - наступає гідродинамічна кавітація, на виході з насадка отримується газорідинна суміш. Газові пухирці мають досить малі розміри і ведуть себе як тверді домішки, посилюючи очисну дію пульсуючого потоку рідини при його розтіканні по поверхні, що очищуються.

Промислове впровадження даного способу очистки стримується внаслідок відсутності простих методик розрахунку та проектування устаткування для віброгідравлічної очистки, які грунтуються на особливостях гідродинамічних процесів, що лежать в основі реалізації даного способу, недостатнім вивченням механізмів очистки пульсуючого газорідинного потоку, відсутністю рекомендацій по застосуванню пульсуючого газорідинного потоку, який отримується на даному устаткуванні.

Ці та інші сторони проблеми застосування способу очистки на основі використання вібраційних гідропульсаторів потребували грунтовних досліджень, що і обумовило необхідність виконання даної роботи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Робота виконувалась у відовідності з Державною науково - технічною програмою з пріоритетних напрямків розвитку науки і техніки в Україні по напрямку «Екологічно чиста енергетика та ресурсозберігаючі технології», наведеному в Постанові Верховної Ради України №2705 від 16.10.1992 р. з подальшими доповненнями. Дослідження проводились у відповідності до договору №5-98 про творчу співдружність між Технологічним університетом Поділля та ВАТ «Красилівський агрегатний завод».

Мета роботи і завдання досліджень

Метою роботи є обгрунтування і розробка методики розрахунку та проектування робочого органа устаткування для віброгідравлічної очистки деталей від забруднень з високоенергетичною дією очисного середовища на забруднення, простих по конструкції і надійних в роботі, на основі дослідження параметрів, що впливають на процес очистки.

Для досягнення вказаної мети були поставлені та вирішувались наступні завдання:

1. Визначити межі застосування пульсуючого газорідинного потоку при очистці та об'єкти очистки.

2. Теоретично та експериментально визначити граничні гідродинамічні умови існування пульсуючого газорідинного потоку.

3. Розробити аналітичну модель робочого органа устаткування для віброгідравлічної очистки, яка відображає зв'язок між параметрами робочого органа та режимами процесу очистки.

4. Розробити методику та устаткування для проведення дослідів.

5. Визначити вплив режимів роботи робочого органа устаткування на процес очистки.

6. Дослідити процес взаємодії пульсуючого газорідинного потоку з поверхнею, що очищується.

7. Дослідити характер руху газорідинної суміші та її основних параметрів.

8. Розробити методику розрахунку та проектування робочого органа устаткування для віброгідравлічної очистки.

9. Розробити типову конструкцію устаткування для очистки деталей типу «корпус».

Наукова новизна одержаних результатів

В результаті проведених аналітичних та експериментальних досліджень:

- розроблена аналітична модель робочого органа устаткування для віброгідравлічної очистки, вирішення якої дало можливість вперше виявити зв'язок між режимами роботи робочого органа устаткування та характеристиками пульсуючого газорідинного потоку;

- вдосконалена модель взаємодії пульсуючого газорідинного потоку з поверхнею, що очищується, встановлений вплив нормальних та дотичних напружень потоку на інтенсифікацію процесу очистки;

- розроблений робочий стенд та електрохімічний датчик, які дозволили експериментально підтвердити збільшення дотичних напружень тертя пульсуючого газорідинного потоку на поверхні та обгрунтувати підвищення продуктивності процесу очистки в пульсуючому газорідинному потокові;

- результати багатофакторного експерименту підтвердили гіпотезу, яка була покладена в основу аналітичної моделі, отримана збіжність теоретичних і експериментальних досліджень, встановлені границі переходу турбулентного пульсуючого потоку в турбулентний пульсуючий газорідинний потік;

- експериментально встановлено, що турбулентний пульсуючий потік, який рухається в кільцевому шарі газорідинної суміші, має меншу дисипацію енергії вздовж своєї осі, ніж подібний потік без шару газорідинної суміші;

- експериментальні дослідження процесу очистки зразків від забруднень підтвердили якісну картину дії нормальних та дотичних напружень тертя потоку на забруднення;

- доведено, що дія пульсуючого газорідинного потоку на забруднення дає високу ефективність порівняно з іншими методами;

- вперше розроблено методику проектування з застосуванням ЕОМ робочого органа устаткування для очистки за допомогою пульсуючого газорідинного потоку.

Практичне значення одержаних результатів

Розроблено на інженерному рівні методику, яка дає можливість проектувати, використовуючи ЕОМ, робочі органи устаткування для віброгідравлічної очистки деталей різних типорозмірів та конструкцій. За даною методикою розроблено типову конструкцію устаткування для очистки корпуса газового лічильника, яку прийнято до впровадження на ВАТ «Красилівський агрегатний завод».

Запропоновано конструкцію устаткування, яка не має рухомих частин, що зношуються під дією видалених забруднень.

Особистий внесок здобувача

Дисертація містить лише ті нові наукові результати, які отримані дисертантом особисто.

Апробація результатів дисертації і публікації

Основні положення та результати дисертаційної роботи до-повідались та обговорювались на конференції «Технологічний Університет Поділля в системі реформування освітньої та наукової діяльності в Подільському регіоні» (м. Хмельницький, 1995 р.), на науковій конференції молодих вчених та студентів (м. Київ, ДАЛПУ, 1998 р.), на ІІІ- й міжнародній науково - практичній конференції «Сучасні інформаційні та енергозберігаючі технології життєзабезпечення людини» (м. Київ, 1998 р.). Робота доповідалась на наукових семінарах кафедри технології машинобудування ТУП та наукових конференціях професорсько - викладацького складу ТУП в 1995-1998 рр.

За результатами виконаних досліджень опубліковано 6 робіт.

Структура та обсяг роботи

Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел і додатків. Текст роботи викладено на 132 сторінках машинописного тексту, містить 62 рисунки, 3 таблиці і 3 додатки. Список використаних джерел містить 105 робіт.

Автор щиро вдячний канд. техн. наук, доценту Гордєєву А.І. за цінні поради, критичні зауваження і допомогу, яка була надана при виконанні роботи.

Основний змiст роботи

гідродинамічний газорідинний очистка

У вступі обґрунтована актуальність обраної теми дисертаційної роботи, приводиться анотація роботи та основні положення, що визначають її наукову та практичну цінність.

В розділі 1 на основі проведеного огляду фахових літературних джерел приведено характеристику забруднень, що виникають на етапах виробництва, експлуатації та зберігання виробів, зроблено огляд технологічних рідин, які використовуються при очистці, проаналізовано методи очистки та конструкції установок (роботи М.Ф. Тельнова, Р.І. Сіліна, В.І. Садовського, О.К. Келлера, П.Н. Беляніна, А.А. Резніка та інш.), що реалізують дані методи, вказано на їх переваги і недоліки.

Обгрунтовано вибір способу очистки та методу його реалізації - використання зворотно - поступального руху рідини через насадок з гострими крайками на вході. Вказані недостатньо вивчені аспекти, що стримують промислове впровадження даного способу. Теоретично встановлено і експериментально підтверджено граничні гідродинамічні умови існування пульсуючого газорідинного потоку.

В розділі 2 теоретично розглянуто взаємодію газорідинного потоку з забрудненою поверхнею, проведено теоретичні дослідження динамічних характеристик робочого органа устаткування для віброгідравлічної очистки деталей.

Потік очисної рідини при взаємодії з забрудненою поверхнею розплющується та розтікається в сторони від центра контакту з поверхнею. При цьому на поверхню з боку потоку діють сили гідродинамічного тиску (сили тиску рідини), що створюють нормальний тиск на поверхню, та сили швидкісної дії потоку рідини, який розтікається по поверхні, ці сили створюють дотичні напруження тертя.

Сила гідродинамічного тиску, що діє на поверхню, визначаються за формулою Д. Бернулі:

, (1)

де - питома вага рідини; - прискорення вільного падіння; - площина перерізу потоку; - швидкість потоку на виході з насадка; - кут нахилу площини перешкоди до лінії дії потоку.

Дотичні напруження тертя осередненого турбулентного газорідинного потоку на поверхні рівні:

, (2)

де - динамічний коефіцієнт в'язкості несучої фази; - об'ємна доля домішок; - коефіцієнт пропорційності, що називається динамічним коефіцієнтом турбулентного обміну; - градієнт швидкості.

Для виявлення якісної картини зворотно - поступального руху рідини через насадок була розроблена реологічна модель гідропульсатора (рис. 1). На поршень, який має масу , діє збуджуюче зусилля . Поршень з циліндром (зведена маса якого ) з'єднаний дроселем з характеристикою . При складанні моделі було прийнято, що рідина рухається без розриву суцільності потоку, а газорідинна суміш замінена механічним пружним еквівалентом і демпфером з характеристиками і відповідно. Елемент сухого тертя, що утворює силу , необхідний з таких міркувань. При значенні збуджуючого зусилля , що прикладається до поршня, меншому за силу тертя , корпус циліндра не переміщується і відносне переміщення системи залежить тільки від характеристики , яка залежить від в'язкості рідини, співвідношення площин циліндра і насадка. Ця схема характеризує режим протікання чистої рідини (без утворення газових пухирців). Коли до поршня прикладається зусилля, що перевищує силу тертя в зоні притискання, корпус циліндра починає рухатись і в результаті цього амплітуда відносного переміщення зменшується на величину переміщення циліндра. Цей режим характеризує появу газових пухирців в рідині. В результаті появи газових пухирців зменшується пружність рідини і через насадок починає протікати менша кількість рідини.

По реологічній моделі гідропульсатора була визначена передаточна функція відносного переміщення рідини через насадок і виявлено, що її амплітудно - частотна характеристика:

, (3)

де , , ,

, , ,

де , , , ;

має нелінійний екстремальний характер. Аналіз реологічної моделі дозволив встановити основні закономірності протікання процесів в гідропульсаторі, базуючись на яких, була розроблена аналітична модель робочого органа устаткування для віброгідравлічної очистки. Аналітична модель наведена у вигляді диференціального рівняння.

Диференціальне рівняння коливального руху рідини в устаткуванні для утворення пульсуючого потоку складене, виходячи з енергетичного балансу руху рідини. На поверхню рідини в пульсаційній камері діє змінне зусилля, що відноситься до площини пульсаційної камери та змінюється за періодичним законом . Під дією збуджуючого зусилля рідина переміщується на деяку величину . Робота, що утворюється збуджуючим зусиллям, іде на зміну кінетичної та потенціальної енергій рідини та подолання гідравлічних опорів. Тоді отримаємо рівняння, що описує переміщення рідини під дією зовнішнього зусилля:

, (4)

де - площина перерізу насадка;- довжина пульсаційної камери; - площина перерізу пульсаційної камери; - кутова частота пульсацій; - максимальна амплітуда пульсацій; - гідравлічні характеристики насадка; - перепад тиску в пульсаційній камері.

Гідравлічні характеристики насадка визначаються за формулою:

, (5)

де - коефіцієнт місцевого опору насадка; - коефіцієнт гідравлічного опору насадка.

Перепад тиску виводиться з формули М.Є. Жуковського для визначення величини гідравлічного удару:

, (6)

де - амплітуда пульсацій; - частота пульсацій; - густина рідини; - модуль об'ємної пружності газорідинної суміші; - модуль пружності матеріалу стінок камери; - діаметр пульсаційної камери; - товщина стінок камери; - характеристика жорсткості мембранного вузла.

При протіканні рідини через місцевий опір - в даному випадку насадок - внаслідок виникнення великих місцевих швидкостей в потоці крапельної рідини, що рухається, виникає розрив суцільності потоку та наступає явище гідродинамічної кавітації - відбувається виділення розчиненого повітря з рідини у вигляді газових пухирців. В результаті утворюється двофазне середовище, пружність якого зменшується в порівнянні з пружністю рідини без газових пухирців. Пружність газорідинної суміші врахована у вигляді:

, (7)

де - модуль об'ємної пружності рідини (для води ); - об'єм повітря; - об'єм рідини; , - абсолютні тиски,; - показник адіабати (для повітря ).

Диференціальне рівняння (4) являє собою рівняння вимушених коливань, яке має вигляд:

. (8)

Рівняння (8) являє собою неоднорідне лінійне рівняння другого порядку з постійними коефіцієнтами. Розв'язком (8) є сума розв'язків двох рівнянь - однорідного і неоднорідного.

В результаті розв'язку диференціального рівняння отримується значення величини переміщення потоку , по якому розраховуються значення вихідних параметрів - швидкості руху і сили гідродинамічного тиску потоку на відстані від зрізу насадка в залежності від параметрів робочого органа (рис. 2, 3). Аналітична модель дозволяє визначати параметри робочого органа (конструктивні параметри - діаметр і довжину пульсаційної камери, діаметр насадка і параметри коливального процесу - амплітуду і частоту коливань), які відповідають максимальним значенням вихідних параметів.

В розділі 3 викладено методику та засоби проведення експериментальних досліджень динамічних характеристик робочого органа устаткування для віброгідравлічної очистки і процесу очистки. Дослідження миттєвого значення сили гідродинамічного тиску пульсуючого газорідинного потоку проводились на експериментальній установці за допомогою мембранного датчика тиску. Дослідження зміни дотичних сил тертя при взаємодії газорідинного потоку з горизонтальною поверхнею проводились по електрохімічному методу. Результати досліджень після їх математичної обробки представлено у вигляді графічних залежностей і таблиць.

Встановлено, що зі збільшенням діаметра насадка зростає сила гідродинамічного тиску, який діє на поверхню (рис. 4). Залежність сили тиску від частоти пульсацій має екстремальний характер. Максимальні значення в залежності від інших параметрів досягаються при частотах 12…17 Гц. Це пояснюється тим, що за цими частотами починають проявлятися демпфуючі властивості газорідинної суміші в пульсаційній камері. Як наслідок цього, в пульсаційну камеру при ході мембрани вниз починає затягуватись менший об'єм суміші, відповідно і менший об'єм суміші виштовхується при ході мембрани вверх. Газова складова суміші виступає в ролі демпфуючої подушки. Для використання максимальної сили тиску необхідно працювати на цих частотах. Амплітуда пульсацій (рис. 5) має значний вплив на силу тиску (рекомендована амплітуда А=0,5…2,5 мм), але збільшення амплітуди призводить до зростання інерційних сил та динамічних навантажень на елементи конструкції.

Відстань між насадком і забрудненою поверхнею значно впливає на величину сили гідродинамічного тиску (рис. 6). Якщо дозволяє конструкція деталі, що очищується, відстань між насадком та деталлю повина бути в межах 20…50 мм, що забезпечить мінімальні втрати енергії потоку на подолання сил опору з боку оточуючої рідини. Збільшення кількості отворів в насадкові веде до зменшення сили тиску з одного отвору (рис. 7). Так, при центральному отворі 8 мм додавання отвору 6 мм зменшує силу тиску приблизно на 15-18%, додавання ще одного отвору 6 мм зменшує силу тиску ще приблизно на 12-17%, але зберігається закономірність зміни сили тиску від частоти.

Результати досліджень дотичних напружень тертя потоку на поверхні виявили, що пульсуючий газорідинний потік при розтіканні по поверхні створює дотичні напруження тертя більші в 4…5 разів порівнянно з турбулентним потоком рідини без газових включень, що підтверджує теоретичні висновки.

Результати досліджень енерговитрат робочого органа на проведення технологічного процесу очистки деталей від забруднень свідчать, що при однакових обсягах виконуваної роботи застосування пульсуючого газорідинного потоку дозволяє зменшувати енерговитрати на проведення техпроцесу очистки деталей від забруднень, що є однією з переваг даного устаткування.

Експериментально визначена залежність характеристики жорсткості мембранного вузла гідропульсатора від діаметра пульсаційної камери:

, (9)

яка дозволяє об'єктивніше враховувати деформації мембранного вузла при розрахунках аналітичної моделі робочого органа.

Шляхом фотографування прозорого каналу камери гідропульсатора виявлена картина руху потоку через насадок, візуально підтверджено наявність газової складової в потоці і визначено значення кута одностороннього розширення пульсуючого газорідинного потоку:

, (10)

яке значно менше за значення кута одностороннього розширення турбулентного потоку без газових включень, що свідчить про меншу дисипацію енергії в пульсуючому газорідинному потоці вздовж осі при взаємодії з оточуючими шарами рідини.

В результаті проведення багатофакторного експерименту отримано рівняння залежності сили гідродинамічного тиску від параметрів робочого органа. Порівняння значень сили гідродинамічного тиску, отриманих за результатами багатофакторного експерименту і по аналітичній моделі, показали, що розбіжність не перевищує 14%, чим підтверджується вірність положень, покладених в основу аналітичної моделі.

Дослідження очисної дії пульсуючого газорідинного потоку при очистці глухих отворів від комбінованого забрудення виявили, що ефективна очистка отворів спостерігається при співвідношенні довжини до діаметра за час 25-30 секунд. Отвори з більшим співвідношення довжини до діаметра очищуються не так ефективно - залишається досить значна частина забруднень. Досліди по очистці плоских поверхонь від модельного забруднення виявили кінетику процесу. Результати порівняльних дослідів по визначенню продуктивності очистки від модельних забруднень різними способами показали, що спосіб з використанням пульсуючого газорідинного потоку незначно поступається лише ультразвуковому способові та перевершує струменевий та вібраційний способи. Досліди по очистці залишків стружки та сульфафрезолу в глухих різьбових отворах після операції різьбонарізання у корпусі газового лічильника засвідчили дієвість пульсуючого газорідинного потоку.

В розділі 4 викладено методику розрахунку та проектування робочого органа устаткування для віброгідравлічної очистки, яка розроблена на основі аналітичної моделі робочого органа та експериментальних досліджень, викладених в розділі 3.

Проектування відбувається в такій послідовності. Спочатку вибирається діаметр насадка (насадків). Діаметр насадків, їх кількість та розташування вибирається в залежності від розмірів, кількості та розташування порожнин, які потрібно очищувати. Діаметр насадків призначається меншим за розміри порожнин для того, щоб газорідинний потік вільно заходив у порожнину:

, (11)

де - розмір отвору (частіш за все - діаметр отвору).

При очистці плоских поверхонь діаметр насадка вибирається більшим, але таким, щоб не перевищував 30…35 мм. При необхідності можна конструювати блоки насадків, але загальна кількість насадків не повина перевищувати 5-6 штук.

Рекомендується розташовувати насадки на відстані:

мм, (12)

якщо дозволяє конструкція очищуваної деталі, але не рекомендовано розташовувати на відстані, більшій за 50 мм.

Встановивши діаметр насадка, підбираємо декілька значень діаметра пульсаційної камери в межах:

. (13)

Вибрані значення вводяться в програму, яка розраховує значення сили гідродинамічного тиску на виході з насадка. Значення частоти коливань привода вибираються в залежності від числа обертів електродвигунів, які випускаються промислово. Амплітуда коливань привода вводиться в програму в діапазоні 0,5…3 мм. Використання амплітуд коливань, більших ніж 3 мм, призводить до різкого зростання інерційних та динамічних навантажень. Після розрахунку сили гідродинамічного тиску на виході з насадка програма розраховує максимальні значення сили гідродинамічного тиску для одного значення амплітуди коливань при різних частотах коливань. Ця інформація виводиться на дисплей та принтер і по ній вибираються розміри діаметра пульсаційної камери та значення частоти коливань привода.

Далі розраховується діаметр шийки вала під кулачок. Розрахунок вала на міцність проводиться по стандартних формулах. Після розрахунку вала підбираються конструктивні параметри кулачка, вибирається кульковий радіальний підшипник та перевіряється по динамічній вантажопідйомності. Пульсаційну камеру і насадки устаткування необхідно виготовляти з нержавіючої сталі.

Потужність електродвигуна вибирається в межах 0,4…1 кВт.

За даною методикою розроблено ескізний типовий проект установки прохідного типу для очистки деталі «корпус газового лічильника».

Загальнi висновки

1. На основі аналізу науково - технічних і патентних джерел показана перспективність застосування пульсуючого газорідинного потоку для очистки поверхонь виробів від забруднень і робочого органа устаткування для віброгідравлічної очистки, в якому утворюється такий потік.

Теоретично встановлено та експериментально підтверджено граничні гідродинамічні умови існування пульсуючого газорідинного потоку.

2. Теоретично обгрунтовано, що прискорення процесу очистки виробів від забруднень в пульсуючому газорідинному потоці відбувається внаслідок дії дотичних напружень тертя пульсуючого газорідинного потоку на поверхню виробів.

3. Розроблена реологічна модель гідропульсатора, отримана її передаточна функція. Встановлено, що амплітудно - частотна характеристика переміщення рідини в гідропульсаторі має нелінійний екстремальний характер. На основі результатів аналізу реологічної моделі розроблена аналітична модель робочого органа устаткуванні для віброгідравлічної очистки. По аналітичній моделі виявлено зв'язок між режимами роботи вібраційного привода, конструктивними параметрами гідропульсатора та характеристиками пульсуючого газорідинного потоку (при діаметрові пульсаційної камери D_k=200 мм, діаметрові насадка d_н=15 мм і амплітуді пульсацій А=1 мм; максимальні значення сили гідродинамічного тиску і швидкості руху потоку отримуються при частоті =12 Гц.). При інших значеннях конструктивних параметрів аналітична модель визначає параметри вібраційного привода, які відповідають максимумам сили гідродинамічного тиску і швидкості руху потоку.

4. Спроектовано та виготовлено експериментальну установку для створення пульсуючого газорідинного потоку, яка має можливість варіювання розмірами пульсаційної камери та насадка, параметрами вібраційного привода.

З метою виявлення зв'язку між параметрами робочого органа та значенням сили гідродинамічного тиску пульсуючого газорідинного потоку наведено результати експериментальних досліджень. При різних інших параметрах максимальні значення сили гідродинамічного тиску отримувались при значеннях частоти пульсацій =12-17 Гц. Амплітуда пульсацій не повина перевищувати А< 3 мм. Для використання максимальних значень сили гідродинамічного тиску слід розташовувати вироби, що підлягають очистці, на відстані 20…50 мм від зрізу насадка.

Розроблено вимірювальний стенд та оригінальний датчик для вимірювань дотичних напружень тертя потоку на поверхні електрохімічним методом. Експериментально підтверджено теоретичні висновки про збільшення дотичних напружень тертя турбулентного пульсуючого газорідинного потоку на поверхні в 4…5 разів порівняно з турбулентним потоком без газових включень, що пояснює інтенсифікацію процесу очистки від забруднень в пульсуючому газорідинному потоці.

5. Проведені експериментальні дослідження енерговитрат на процес очистки показали, що установка на основі робочого органа устаткування для віброгідравлічної очистки споживає на виконання тієї ж самої роботи значно менше електроенергії порівняно з ультразвуковими та струменевими установками.

Експериментально визначена характеристика жорсткості мембранного вузла для різних типорозмірів пульсаційної камери робочого органа.

Отримане в результаті експериментальних досліджень значення кута одностороннього розширення пульсуючого газорідинного потоку () свідчить про те, що пульсуючий газорідинний потік з віддаленням від зрізу насадка зберігає більшу частину своєї енергії вздовж осі при взаємодії з оточуючими шарами рідини, ніж вільний турбулентний затоплений потік.

6. Порівняння результатів експериментів, результатів, що отримані по багатофакторному експерименту з застосуванням ротатабельного плану другого порядку, з результатами розрахунків по аналітичній моделі показали їх збіжність. Отже, аналітичну модель можна використовувати при проектуванні устаткування для віброгідравлічної очистки.

7. Проведені дослідження очисної дії пульсуючого газорідинного потоку виявили, що ефективна очистка отворів спостерігається при співвідношенні довжини до діаметра отвору . Порівняльні дослідження продуктивності очистки плоских поверхонь різними способами показали, що очисна машина з робочим органом для віброгідравлічної очистки незначно поступається лише ультразвуковій установці, але має переваги при очистці порожнин (отворів, пазів). Досліди по очистці глухих різьбових отворів в пульсуючому газорідинному потоці показали, що за час 20-25 секунд відбувається повне видалення стружки та залишається незначна частка охолоджувальної рідини.

8. Запропонована методика розрахунку та проектування робочого органа устаткування для віброгідравлічної очистки, яка розроблена на основі аналітичної моделі і експериментальних досліджень, наведено приклад розрахунку параметрів очисної машини для деталі «корпус газового лічильника», розроблено ескізний проект типової установки прохідного типу.

Основнi публiкацiї

1. Силин Р.И., Гордеев А.И., Савицкий Ю.В. Аналитическое исследование параметров гидропульсационного устройства для мойки // Вибрации в технике и технологиях. - 1996. - №1 (3). - С. 3-5.

2. Силин Р.И., Гордеев А.И., Савицкий Ю.В. Взаимодействие двухфазного турбулентного потока с вязким загрязнением // Проблеми трибології. - 1996. - №1. - С. 90-91.

3. Сілін Р.І., Гордєєв А.І., Савицький Ю.В. Датчик для вимірювання миттєвих тисків // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - 1997. - №2. - С. 57-59.

4. Сілін Р.І., Гордєєв А.І., Савицький Ю.В., Урбанюк Є. А. Визначення характеристики деформаційної здатності мембрани пульсаційної камери устаткування для очистки // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - 1997. - №2. - С. 67-70.

5. Силин Р.И., Гордеев А.И., Савицкий Ю.В. Исследование влияния нормальных и касательных напряжений пульсирующего газожидкостного потока на процесс очистки загрязнений // Вибрации в технике и технологиях. - 1998. - №1 (5). - С. 54-57.

6. Сілін Р.І., Гордєєв А.І., Савицький Ю.В. Дослідження дотичних напружень тертя на поверхню пульсуючого газорідинного потоку очисної машини // Проблеми трибології. - 1998. - №1. - С. 105-110.

Размещено на Allbest.ru