Основы нелинейной волновой механики
Ознакомление с режимами перемешивания и кавитационного диспергирования вязкой жидкости в каналах с плохообтекаемыми элементами. Характеристика процесса моделирования турбулентности. Исследование гидромеханических волновых технологий нового поколения.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.08.2017 |
| Размер файла | 557,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Фиг. 6. Схема экспериментальной установки
Амплитудно-частотная характеристика колебаний, создаваемых гидродинамическим генератором колебаний, записывалась с помощью анализатора спектра 12 фирмы Брюль и Кьер с датчиком 13 фирмы Кистлер. Исследовалось влияние параметров диспергатора: диаметра подающих отверстий D, давления воды на входе в диспергатор p и расхода газа Qg на эффективность диспергирования.
Емкости установки заполнены водой, через которую подается газ. При обычном барботаже газа, когда размеры пузырьков велики, емкости установки прозрачны. При использовании волнового диспергатора, емкости установки становятся непрозрачными. Причиной этого являются малые размеры пузырьков.
Амплитудно-частотные характеристики
Зависимости амплитуды колебаний давления А, создаваемых генератором, от частоты для диаметра подающих отверстий D = 3 мм при давлении воды на входе в диспергатор p = 1,2 МПа, расходе воды Qw= 17,7 дм3/мин и различных расходах газа (воздуха) Qg представлена на фиг.7. Амплитуда выражена в милливольтах единицах напряжения шкалы прибора.
При малом расходе газа Qg = 0,05 дм3/мин четко виден главный максимум на частоте = 784 Гц, второй максимум при = 2576 Гц и третий при = 150 Гц. С увеличением расхода газа в 10 раз величина и положение главного максимума изменились незначительно. Исчез второй максимум, несколько возросла амплитуда колебаний в области 400 600 Гц. Примерно на 20% (с 0,24 мВ до 0,18 мВ) понизился уровень фона на частотах выше 4 кГц. Дальнейшее увеличение расхода газа (в 100 раз по сравнению с первоначальным) привело к подавлению главного максимума, снижению среднего уровня амплитуды колебаний в области частот 1 кГц на 40% (от 0,3 до 0,18 мВ) и уменьшению амплитуды колебаний на частотах выше 4 кГц на 70% (от 0,24 до 0,05 мВ) по сравнению с первоначальными значениями. Это вызвано усилением поглощения волн в двухфазном потоке с увеличением содержания газа.
Фиг. 7. Амплитудно-частотная характеристика колебаний: 1 Qg = 0.05 дм3/мин; 2 Qg = 0.5 дм3/мин; 3 Qg = 5 дм3/мин
Методика измерения размеров пузырьков воздуха в воде.
Измерение диаметра газовых пузырьков в воде производилось на основе анализа цифровых фотоизображений газожидкостной струи с помощью специально разработанной компьютерной программы. Методика измерения размеров пузырьков представлена в файле MethodIntbubbles.doc
Фиг. 8. Плотность распределения пузырьков газа по размерам: 1 D = 2.8 мм, p = 0.6 МПа, Qg = 0.05 дм3/мин; 2 D = 3.0 мм, p = 1.2 МПа, Qg = 0.5 дм3/мин; 3 D = 3.0 мм, p = 1.2 МПа, Qg = 5 дм3/мин
Функция плотности распределения для оптимальных параметров диспергатора при различных значениях расхода газа Qg представлена на фиг. 8. При малом расходе Qg = 0,05 дм3/мин (линия 1) функция распределения несимметрична, подъем правой ветви, вероятно, вызван коалесценцией газовых пузырьков при их столкновениях [219, 220]. С увеличением расхода газа экспериментальная функция распределения (линии 2 и 3) приближалась к закону нормального распределения.
Гистограмма распределения показана на фиг.9. Здесь по оси ординат отложено выраженное в процентах относительное количество пузырьков ni /n, диаметр которых лежит в пределах диапазона от d1 до d2, показанного горизонтальной линией.
Фиг. 9. Гистограмма распределения пузырьков газа по размерам. 1 D = 2,8 мм, p = 0,6 МПа, Qg = 0,05 дм3/мин; 2 D = 3,0 мм, p = 1,2 МПа, Qg = 0,5 дм3/мин; 3 D = 3,0 мм, p = 1,2 МПа, Qg = 5 дм3/мин
Из фиг. 9 следует, что при Qg = 0.05 дм3/мин 15.5% пузырьков имеют диаметры от 0.09 до 0.22 мм, 59.5% от 0.22 до 0.36 мм, 12.8% свыше 0.36 до 0.49 мм (линия 1). При Qg = 0.5 дм3/мин наибольшее количество пузырьков (36.5%) лежит в диапазоне от 0,42 до 0,58 мм (линия 2), а при Qg = 5 дм3/мин максимум гистограммы (52,4%) соответствует диапазону от 0,46 до 0,64 мм (линия 3).
Средние размеры пузырьков газа.
Результаты измерения среднего диаметра пузырьков <d>, рассчитанного по формуле (33), при диаметре подающих отверстий в диспергаторе D =2,8 мм представлены на фиг.10, а при D =3 мм на фиг. 11.
Фиг. 10. Зависимости среднего диаметра газовых пузырьков от давления воды при диаметре подающих отверстий D = 2,8 мм. 1 Qg = 0.05 дм3/мин; 2 Qg = 0.5 дм3/мин; 3 Qg = 5 дм3/мин
Фиг. 11. Зависимости среднего диаметра газовых пузырьков от давления воды при диаметре подающих отверстий D = 3,0 мм. 1 Qg = 0.05 дм3/мин; 2 Qg = 0.5 дм3/мин; 3 Qg = 5 дм3/мин
Из фиг. 10 и 11 видно, что при малом расходе газа Qg = 0,05 дм3/мин наименьший средний диаметр пузырьков <d> 0,3 мм получен для диспергатора c D = 2,8 мм в диапазоне давлений воды p = 0,5 0,9 МПа. При увеличенных в 10 раз и в 100 раз расходах газа наилучшим оказался диспергатор с диаметром подающих отверстий D = 3,0 мм. При этом оптимальный диапазон давлений воды p = 0,7 1,2 МПа, наименьший средний диаметр пузырьков <d> 0,5 мм при Qg = 0,5 дм3/мин и <d> 0,6 мм при Qg = 5 дм3/мин.
В обычных диспергаторах газ прокачивается через отверстия в мембранах, размеры которых составляют десятые или даже сотые доли миллиметра. В волновых диспергаторах диаметр подающих отверстий может составлять 23 миллиметра, что снижает энергозатраты на диспергирование.
Экспериментальные зависимости размеров пузырей от расхода газа для традиционного устройства подачи газа в жидкость в виде пористой пластинки и для волнового диспергатора приведены на фиг.12.
Фиг.12
Как видим, размеры пузырьков для диспергаторов более, чем в три раза меньше, чем размеры пузырьков, полученных с помощью пористой пластинки.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Конструкция, основные механические характеристики и принципы волновых передач. Работа с зубчатой волновой передачей. Конструкция волнового зубчатого редуктора. Расчет волновых зубчатых передач, причины неработоспособности. Дисковый генератор волн.
реферат [2,4 M], добавлен 23.01.2009Рассмотрение целей и задач материаловедения. Кавитация как образование в жидкости полостей, заполненных паром. Особенности определения параметров, влияющих на процессы диспергирования и кавитационного разрушения. Виды эрозионного разрушения материалов.
реферат [75,8 K], добавлен 05.12.2012Промышленное применение и способы перемешивания жидких сред, показатели интенсивности и эффективности процесса. Движение жидкости в аппарате с мешалкой, конструктивная схема аппарата. Формулы расчёта энергии, затрачиваемой на процесс перемешивания.
презентация [95,9 K], добавлен 29.09.2013Обзор механических процессов химической технологии: сортирования, измельчения, прессования, дозирования. Особенности процесса и способов перемешивания. Виды смеси. Строение и использование лопастных, листовых, пропеллерных, турбинных, специальных мешалок.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 09.01.2013Основные свойства наноматериалов, определяющиеся природой исходных молекул, размером наночастиц (степенью диспергирования) и средой диспергирования. Использование нанодобавок и нанопримесей. Анализ применения в дорожно-строительной индустрии Таурита.
отчет по практике [924,7 K], добавлен 12.02.2017Теоретические основы гидравлического расчета сифонных сливов и сложных трубопроводов. Определение расхода жидкости через сифонный слив и проверка его работоспособности. Исследование возможности увеличения расхода жидкости путем изменения ее температуры.
контрольная работа [225,4 K], добавлен 24.03.2015Превращение кинематических и энергетических параметров двигателя в необходимые параметры движения рабочих органов машин при помощи механических передач. Конструкция и принцип работы планетарных и волновых передач, анализ их достоинств и недостатков.
презентация [5,9 M], добавлен 29.11.2013Задача создания мобильных сетей третьего поколения. Представления потребителей о мобильном устройстве нового века. Зависимость успеха сотовой связи от разработки мобильных телефонов, которые сделают возможным использование мультимедийных средств.
доклад [19,9 K], добавлен 05.05.2009Анализ линейной системы автоматического регулирования давления в емкости. Определение запасов устойчивости, прямых и косвенных показателей ее качества. Расчет передаточной функции. Построение фазового портрета и переходного процесса нелинейной системы.
курсовая работа [390,8 K], добавлен 22.11.2012Пищевая ценность и классификация горьких настоек. Современные технологии ликеро-водочных изделий. Совершенствование ассортимента торгового предприятия и предлагаемая рецептура нового продукта. Машинно-аппаратурная схема технологического процесса.
дипломная работа [288,9 K], добавлен 23.09.2014Классификация машин для перемешивания материалов. Определение производительности пропеллерного смесителя, шага винта лопасти, скорости восходящего потока в зоне пропеллера и мощности электродвигателя смесителя. Особенности перемешивания жидких масс.
курсовая работа [234,9 K], добавлен 02.02.2011Структура и характеристика промышленности. Производственный и технологический процессы. Типы производства, их технико-экономическая характеристика. Элементы технологического процесса и основы его построения. Формы организации промышленного производства.
учебное пособие [39,5 K], добавлен 11.04.2010Области применения математического моделирования. Открытая проточная емкость с вентилями на входе и выходе: физическое описание, уравнение баланса. Двухъячеечный рециркуляционный бак с обратным потоком. Модель смесительного бака идеального перемешивания.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.10.2012Создание метода определения параметров линейной механики разрушения на основе измерения деформационного отклика с помощью электронной спектр-интерферометрии. Параметры механики разрушений для трещин, распространяющихся в поле остаточных напряжений.
контрольная работа [811,2 K], добавлен 03.09.2014Порядок определения и расчетов устойчивости станка к возникновению автоколебаний по характеристике разомкнутой ДС. Автоколебания вследствие нелинейной характеристики силы резания, инерционности процесса резания или вследствие координатной связи.
контрольная работа [130,1 K], добавлен 24.06.2011Процесс перемешивания, его цели, способы, выбор аппаратуры для его проведения. Наиболее распространенный способ перемешивания в жидких средах - механическое перемешивание. Основные достоинства лопастных мешалок. Устройство дисков вибрационных мешалок.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 08.11.2014Статика как раздел механики. Определение силы в теоретической механике. Аксиомы статики. Связи и реакции связей. Система сходящихся сил. Теория моментов. Кинематикой как раздел теоретической механики. Уравнения движения и скорость точки. Законы динамики.
контрольная работа [286,1 K], добавлен 13.05.2015Пример моделирования процесса выработки запасов нефти залежи с применением технологий изменения направления фильтрационных потоков. Преимущества, получаемые при регулировании работы добывающих скважин. Сравнение эффективности вариантов разработки залежи.
статья [985,8 K], добавлен 24.10.2013Анализ процесса автоматизации слайсера - устройства для точной и быстрой нарезки колбасы в больших количествах. Структурная схема подключения датчиков, исполнительных механизмов. Распределение пинов микроконтроллера. Проектирование моделей датчиков.
курсовая работа [509,6 K], добавлен 28.09.2010Расчет регрессионных моделей параметров, используемых для оценки переходных процессов при механической обработке. Моделирование элементов системы управления режимами обработки деталей с учетом свойств обрабатываемых материалов и геометрии режущей кромки.
контрольная работа [923,3 K], добавлен 07.12.2013
