Визначено критерії ефективності апарата термовакуумної обробки рідини (ТВО). Розроблено математичну модель випаровування і конденсаційного зростання одиничної краплини, а також сукупності краплин розпиленої рідини в перегрітій парі у стаціонарному та нестаціонарному режимах. Показано, що врахування градієнта температури всередині краплини відіграє значну роль в оцінюванні тривалості нестаціонарного періоду процесу. Розроблено методику розрахунку апарата для розробки апаратів даного типу різної продуктивності.

  Скачати повний текст

Метою дисертаційної роботи є розроблення та удосконалення конструкцій сушильних дискових розпилювальних комплексів шляхом теоретичного та експериментального дослідження параметрів роботи заданого технологічного регламенту, сформованого на результатах моделювання потоків CFD (моделювання обчислювальної гідродинаміки).У першому розділі дисертації розглянуто класифікацію основних методів та процесів сушіння молочної сироватки. Сироватка є важливим побічним продуктом під час виробництва молочних продуктів, і її обробка та використання мають велике значення для ефективності виробництва і уникнення втрат. Одним із основних технічних обмежень та недоліків, які супроводжують розпилювальні сушильні комплекси, є обмежена інформація щодо аеродинамічних потоків, що виникають усередині камери цих комплексів. Обмеженість технічних даних, щодо аеродинамічних потоків ускладнює процеси оптимізації параметрів сушильних комплексів, що може призвести до неоптимального використання енергії, зниження продуктивності і якості продукту. Тому, з метою забезпечення ефективної роботи, актуальною задачею є удосконалення конструкційних та експлуатаційних параметрів роботи сушильних дискових розпилювальних комплексів. У другому розділі дисертації представлена детальна методологія проведення досліджень з вивчення гідродинаміки сушарок з відцентрово-дисковим розпиленням. Гідродинаміка сушарок з відцентрово-дисковим розпиленням - містить аналіз гідродинаміки внутрішніх камер сушильних установок з урахуванням специфіки відцентрово-дискового розпилення. Моделі турбулентності для розрахунку розпилювальних комплексів - містять дослідження моделі турбулентності, що застосовувалися для оцінки процесу розпилення в сушильних комплексах. Методика дослідження температурних полів в активній зоні розпилювальної камери сформована на базових методах та інструментах, що застосовані для вимірювання температурних параметрів в активній зоні сушильного процесу. У третьому розділі дисертації висвітлені деталі проведених досліджень з метою оптимізації процесу сушіння молочних продуктів в розпилювальній сушарці. За результатами експериментів, було встановлено, що оптимальна швидкість потоку теплоносія вздовж внутрішньої поверхні стінок корпусу розпилювальної сушарки знаходиться в діапазоні від 20 до 25 метрів на секунду. Дослідження також виявило, що температурні зміни у внутрішньому просторі сушильного комплексу мають значний вплив на рух частинок продукту та теплоносія. Це наголошує на важливості точного регулювання параметрів тиску і температурних полів у сушильному комплексі для оптимального контролю над процесом сушіння. Четвертий розділ дисертаційної роботи присвячений запропоновано звузити переріз повітронаправляючого пристрою, що сприятиме збільшенню швидкості теплоносія та покращенню ефективності сушіння частинок молочного продукту. Звужена частина пристрою подачі теплоносія дискової розпилювальної сушарки виявила додатковий позитивний вплив на швидкість потоку теплоносія. Чисельне моделювання показало, що оптимальною швидкістю подачі теплоносія є значення 50 м/с. Також важливим результатом було виявлення зміни тиску в різних частинах сушарки. На основі досліджень з'ясовано залежність між швидкістю подачі теплоносія та кутом розпилу факела. Встановлено, що найвищі значення швидкості потоку визначаються під розпилювальним диском, де швидкість потоку досягає показників до 40 м/сек. Експериментально визначено, що при куті регулювання жалюзійного розподілення 45 градусів спостерігається підвищення кута розпилення факела. У п’ятому розділі дисертаційної роботи було проведено чисельні дослідження з використанням пакету CFD FLUENT для аналізу процесу розпилювального сушіння. Для моделювання процесу розпилювального сушіння була обрана програма CFD FLUENT, яка є потужним інструментом для чисельного аналізу процесів обміну маси та тепла в складних системах. Для перевірки точності чисельних результатів були виміряні температури в різних точках всередині башні розпилювальної сушарки. Було досягнуто добру узгодженість між експериментальними та чисельними даними з максимальною відносною похибкою 4,6%. Встановлено, що під час первинних експериментів у "спокійних" умовах, коли швидкість подачі теплоносія не перевищує 10 м/с і протікає конвективний потік повітря на вході, ефективно використовується перехідна модель CFD k-omega (2 eqn). Аналіз температурних та вологісних режимів: При значенні швидкості подачі продукту 120 м/с спостерігаються найвищі температурні значення біля стінки в групі А на висоті 3200 мм від башні. Встановлено, що здійснені дослідження, пов'язані зі зміною параметра подачі вхідного теплоносія в сушильний комплекс за умови температури 180°C та прогнозованої залишкової вологості висушеного продукту на рівні 0,41%. Заключення та перспективи: Розроблений метод моделювання може бути корисним для подальшого розвитку та вдосконалення індустріальних розпилювальних сушарок, забезпечуючи більш точну та ефективну роботу цих пристроїв.^UThe aim of the dissertation is to develop and improve the design of drying disk spraying complexes by theoretical and experimental study of the operating parameters of a given technological regulation formed on the basis of the results of CFD (computational fluid dynamics) flow modeling.The first chapter of the thesis discusses the classification of the main methods and processes of whey drying. Whey is an important by-product during dairy production, and its treatment and utilization are of great importance for production efficiency and loss avoidance. One of the main technical limitations and disadvantages that accompany spray dryers is the limited information available on the aerodynamic flows that occur inside the chamber of these systems. The limited technical data on aerodynamic flows complicates the process of optimizing the parameters of drying complexes, which can lead to suboptimal energy use, reduced productivity and product quality. Therefore, in order to ensure efficient operation, an urgent task is to improve the design and operational parameters of drying disk spraying complexes. The second chapter of the thesis presents a detailed methodology for conducting research on the hydrodynamics of dryers with centrifugal disk spraying. Hydrodynamics of dryers with centrifugal disk spraying - contains an analysis of the hydrodynamics of the internal chambers of drying plants, taking into account the specifics of centrifugal disk spraying. Turbulence models for the calculation of spraying complexes - contains a study of the turbulence model used to evaluate the spraying process in drying complexes. The methodology for studying temperature fields in the core of the spray chamber is based on the basic methods and tools used to measure temperature parameters in the core of the drying process. The third chapter of the thesis highlights the details of the research conducted to optimize the process of drying dairy products in a spray dryer. According to the results of the experiments, it was found that the optimal flow rate of the coolant along the inner surface of the walls of the spray dryer body is in the range of 20 to 25 meters per second. The study also revealed that temperature changes in the internal space of the drying complex have a significant impact on the movement of product and coolant particles. This emphasizes the importance of precise control of the pressure and temperature fields in the drying complex for optimal control over the drying process. The fourth chapter of the thesis is devoted to the proposed narrowing of the cross-section of the air guide device, which will increase the coolant velocity and improve the efficiency of drying dairy product particles. The narrowed part of the coolant supply device of a disk spray dryer has an additional positive effect on the coolant flow rate. Numerical modeling showed that the optimal coolant flow rate is 50 m/s. Another important result was the detection of pressure changes in different parts of the dryer. Based on the research, the relationship between the coolant flow rate and the angle of the flame spray was determined. It was found that the highest values of the flow rate are determined under the spray disk, where the flow rate reaches up to 40 m/s. It has been experimentally determined that at a louvered distribution control angle of 45 degrees, an increase in the flare spray angle is observed. In the fifth chapter of the dissertation, numerical studies were conducted using the CFD FLUENT package to analyze the spray drying process. The CFD FLUENT program was chosen to model the spray drying process, as it is a powerful tool for numerical analysis of mass and heat transfer processes in complex systems. To verify the accuracy of the numerical results, temperatures were measured at various points inside the spray dryer tower. Good agreement between the experimental and numerical data was achieved with a maximum relative error of 4.6%. It was found that during the initial experiments under "calm" conditions, when the coolant flow rate does not exceed 10 m/s and there is a convective air flow at the inlet, the k-omega CFD transient model (2 eqn) is effectively used. Analysis of temperature and humidity conditions: At a product feed rate of 120 m/s, the highest temperature values are observed near the wall in Group A at a height of 3200 mm from the tower. It was found that the studies related to changing the parameter of the input coolant supply to the drying complex at a temperature of 180°C and the predicted residual moisture content of the dried product at 0.41%. Conclusions and Prospects: The developed modeling method can be useful for the further development and improvement of industrial spray dryers, providing more accurate and efficient operation of these devices.

Досліджено гідродинаміку гравітаційної плівкової течії у вертикальних каналах з сітчастим покриттям стінок. Виявлено нелінійний характер зміни товщини плівки за ламінарного режиму течії рідини, обумовлений капілярними ефектами у вічках сітки. Визначено межі гідродинамічних кризових явищ. Розв'язано систему рівнянь, за допомогою якої описується процес розриву плівки за течії у вертикальних канатах з сітчастим покриттям та експериментально встановлено нижню межу робочого діапазону. Комплексно досліджено процеси тепло- та масообміну, пов'язані з фазовими переходами. Визначено вплив режимних параметрів контактуючих фаз і геометричних характеристик елементів апарату.

  Скачати повний текст

Вивчено гідродинаміку і теплообмін потоку рідини в плоских щілинних і концентричних кільцевих мікроканалах за ламінарного режиму течії. Розглянуто ізотермічну течію рідини в мікроканалах з гідравлічно гладкими і шорсткими поверхнями на основі методів теплофізичного і натурного моделювання. Проведено натурне дослідження гідродинаміки перегрітого потоку рідини в гідравлічно гладких мікроканалах. Проаналізовано одно- та двосторонній теплообмін за вимушеного ламінарного руху рідини. Розроблено розрахункові методики і зразки нового високоефективного теплотехнічного обладнання.

  Скачати повний текст

Досліджено взаємодію квазічастинок квантової рідини з межею поділу з твердим тілом. Вперше розв'язано задачу про проходження крізь межу поділу двох середовищ хвиль з істотно нелінійним законом дисперсії, для випадків дисперсії Бозе - Ейнштейнівського конденсату та дисперсії надплинного гелію.

  Скачати повний текст

Одержано дані про закономірності докритичної та критичної двофазної течії у прямолінійних каналах і місцевих опорах теплотехнічних систем. Виявлено аналогічний характер впливу вмісту легкої фази у двофазному потоці на коефіцієнти місцевого опору та гідравлічного тертя. Досліджено та проаналізовано закономірності взаємного впливу місцевих опорів під час руху двофазного потоку. Установлено характер закономірності впливу геометричних особливостей каналу, структур потоків і ковзання фаз на пропускну спроможність дренажного каналу складної конфігурації (ДКСК). Розроблено математичну модель ДКСК на базі рівнянь збереження та залежностей для визначення критичних параметрів каналу з урахуванням конфігурації ДКСК, структури потоку, дисипації енергії, неадіабатності процесу та недогріву рідини до температури насичення на вході у канал.

  Скачати повний текст

Вдосконалено одномірну нестаціонарну модель двофазного закипаючого потоку в частині замикаючих рівнянь, що описують тепломасопереніс у дисперсно-кільцевому режимі течії теплоносія. Вперше на основі ренормгрупового підходу з урахуванням фазового переходу та нестаціонарності теплофізичних процесів модифіковано просторову математичну модель теплообміну та гідродинаміки двофазного потоку. Встановлено, що нестаціонарна криза теплообміну другого роду може виникнути не тільки в результаті зникнення тонкої пристінної плівки рідини, але і в результаті руйнування достатньо товстої плівки. Показано, що за нестаціонарних режимів з різким збільшенням потужності можливе виникнення кризи теплообміну першого роду. Знайдено, що критерії гідродинамічної нестійкості не монотонно залежать від витратних характеристик потоку. Визначено області теплогідродинамічної нестійкості двофазного потоку в одиночному каналі в залежності від зміни параметрів потоку.

  Скачати повний текст

В дисертаційному дослідженні розв'язане актуальне науково-практичне завдання: підвищення рівня екологічної безпеки рослинництва застосуванням мінеральних добрив пролонгованої дії, капсульованих модифікованим поліетилентерефталатом. Досліджені еколого-технологічні аспекти утилізації відходів ПЕТФ у виробництві капсульованих мінеральних добрив. Встановлена залежність необхідної товщини оболонки від терміну дії капсульованого амонію нітрату за різних значень коефіцієнту дифузії у матеріалі оболонки. Експериментально досліджена дифузія розчину амонію нітрату через полімерну плівку різної товщини. Досліджені окремі стадії утилізації відходів ПЕТФ у виробництві капсульованих мінеральних добрив: збір використаних виробів з ПЕТФ; первинна переробка зібраних відходів; створення плівкоутворюючої композиції; капсулювання гранульованих мінеральних добрив. Проведений аналіз технологічних рішень в процесі капсулювання мінеральних добрив оболонкою на основі модифікованого ПЕТФ. Досліджена гідродинаміка та тепломасообмін нанесення покриття на дисперсні матеріали. Дослідження теплообміну здійснювали за встановлених гідродинамічних умов процесу капсулювання. Проведені тестові дослідження капсульованих добрив згідно методики EN 13266:20. В лабораторних умовах досліджено вплив капсульованих ПЕТФ мінеральних добрив на зміну рН грунту, мікробіоту грунту та кінетику росту тестових рослин. Проведений теоретичний аналіз балансових співвідношень використання різних видів мінеральних добрив в агроекосистемах та кількість втрат незасвоєних елементів живлення від цих видів мінеральних добрив у довкілля. Проведені польові агроекологічні дослідження застосування капсульованих ПЕТФ мінеральних добрив в агроекосистемах таких культур як картопля, соя та кукурудза. Застосування капсульованих мінеральних добрив пролонгованої дії показало значно вищу екологічну та агрономічну ефективність в порівнянні із гранульованими добривами для всіх досліджуваних культур. Проведена оцінка екологічної та агрономічної ефективності використання мінеральних добрив, капсульованих ПЕТФ. Для всіх досліджуваних культур коефіцієнт ефективності використання добрива значно вищий для капсульованих добрив у порівнянні із гранульованими (максимально - більше, ніж у 4 рази). За меншої кількості внесеної діючої речовини врожайність на ділянках, де внесені капсульовані добрива, значно вища. Ключові слова: екологічна безпека, капсульовані мінеральні добрива, агроекологічні дослідження, кінетика росту тестових рослин.^UIn the thesis research actual scientific and practical task is solved: increasing environmental safety level of plant growing by applying the mineral fertilizers of the prolonged action encapsulated by the modified polyethylene terephthalate. Environmental and technological aspects of PET waste disposal in the production of encapsulated mineral fertilizers have been studied. The dependence of the required shell thickness on the duration of encapsulated ammonium nitrate at different values of the diffusion coefficient in the shell material is established. Diffusion of ammonium nitrate solution through a polymer film of different thickness was experimentally investigated. Separate stages of PET waste utilization in the production of encapsulated mineral fertilizers have been studied: collection of used PET products; primary collected waste processing; creation of a film-forming composition; granular mineral fertilizers encapsulation. The analysis of technological decisions in the process of mineral fertilizers encapsulation by a cover on the basis of the modified PET is carried out. The hydrodynamics and heat and mass transfer of coating on dispersed materials is investigated. Heat transfer studies were performed under the established hydrodynamic conditions of the encapsulation process. Test studies of encapsulated fertilizers have been carried out according to the method of EN 13266: 20. Under laboratory conditions, the effect of encapsulated PET mineral fertilizers on changes in soil pH, soil microbiota and growth kinetics of test plants were studied. A theoretical analysis of the balance ratios on the use of different types of mineral fertilizers in agroecosystems and the amount of undigested nutrients loss from these mineral fertilizers types in the environment. Field agroecological studies have been conducted on the use of encapsulated PET mineral fertilizers in agroecosystems of crops such as potatoes, soybeans and corn. The use of encapsulated mineral fertilizers with prolonged action showed significantly higher environmental and agronomic efficiency compared to granular fertilizers for all studied crops. The environmental and agronomic efficiency on the use of mineral fertilizers encapsulated in PET was evaluated. For all studied crops, the efficiency of fertilizer use is much higher for encapsulated fertilizers compared to granular (maximum - more than 4 times). With a smaller amount of applied active substance, the yield in areas where fertilized fertilizers are applied is much higher. Key words: environmental safety, encapsulated mineral fertilizers, agroecological researches, growth kinetics of test plants.

Розроблено фізичну та математичні моделі гідродинаміки фаз у контактному пристрої, одержано залежності для розрахунку швидкостей газу, гідравлічного опору та дисперсних характеристик рідини. Досліджено вплив режимних (швидкості обертання ротора, швидкості газу та щільності зрошення) і конструктивних (крок між контактними елементами) параметрів контактного пристрою на гідродинамічні показники та кінетику масопереносу в апараті. Визначено коефіцієнти теоретичних моделей гідродинаміки рідини та газу й узагальнено в критеріальній формі рівняння масовіддачі. Розроблено методику інженерного розрахунку відцентрового апарата з дослідженим типом контактного пристрою. На підставі розрахунків за створеною методикою досліджено за виробничих умов ректифікаційну установку на базі двох відцентрових масообмінних апаратів.

  Скачати повний текст

На підставі положень нерівноважної термодинаміки визначено умови, за яких процеси тепло- та масообміну під час сушіння можуть бути інтенсифікованими. Реалізувати дані умови запропоновано у масообмінному модулі, який є моделлю реальних пристроїв. У разі використання гарячого повітря, як теплоносія, цей пристрій названо функціональною місткістю (ФМ), а спосіб - сушіння змішаним теплопідводом (ЗТП). Доведено, що ФМ з сировиною треба розглядати як об'єкт сушіння, а кінетика та критичні особливості процесу залежать від зовнішніх та внутрішніх чинників здійснення процесу. Встановлено, що гідродинаміка обтікання масообмінного зазору ФМ є визначальним чинником процесу. На основі термодинамічної моделі процесу доведено, що ФМ має два стани, один з яких - хитливий з максимумом вільної енергії, а другий - стійкий з мінімумом вільної енергії. Наведена модель формулює принцип сушіння у ФМ: створення зовнішніх умов для переходу системи зі слабовідкритого до відкритого стану; створення внутрішніх умов для підтримки нерівноваги на відрізку часу, достатньому для повного здійснення процесу.

  Скачати повний текст

Наведено результати дослідження робочого процесу теплогенерувального агрегату, а також визначено вплив параметрів проточної частини (діаметр, ширина, кількість лопатей робочого колеса, кількість та ширина лопаток статорних колів), частоти обертання та характеристик робочого середовища на енергетичну характеристику агрегату. Запропоновано підхід щодо балансу енергії теплогенерувального агрегату за умов його використання як багатофункціонального обладнання. Встановлено залежність його потужності від ряду параметрів, а також її уточнення шляхом використання коефіцієнта потужності, одержаного розрахунковим методом у програмному комплексі FlowVision та на підставі проведення експериментальної частини дослідження.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичні й експериментальні дослідження гідродинаміки, теплових ефектів і явищ диспергування під час обробки гетерогенних систем у роторно-пульсаційному апараті (РПА) циліндричного типу. Встановлено інтенсифікуючу дію робочого елемента методу дискретно-імпульсного введення та трансформації енергії (ДІВЕ) - одиночного вихоря. Проаналізовано області нестійкості течії середовищ різної в'язкості у зазорах РПА циліндричного типу. У результаті одно- та двомірного моделювання динаміки рідини в РПА одержано залежності швидкості та прискорення від часу, а також поля швидкості, прискорення та тиску в робочій зоні РПА. Досліджено вплив в'язкості рідини на витратні характеристики апарата. Розглянуто можливості використання циліндричних РПА різних типів у технологічних процесах гомогенізації широкої гами біологічних дисперсних систем. Встановлено теплофізичні, фізико-хімічні та структурно-механічні властивості соєвої пасти. Наведено оцінку ефективності термовологої обробки та роторно-пульсаційної гомогенізації даної в'язкопластичної системи. Проведено економічний аналіз ефективності та рівня енергозаощадження під час виробництва соєвої пасти.

  Скачати повний текст

Об'єктом дослідження є течії, що виникають при обтіканні тіл різної форми в'язкою рідиною. Метою цієї дисертаційної роботи є розвиток методу граткових рівнянь Больцмана для отримання стійких розв'язків за менший проміжок часу при моделюванні течій в'язкої рідини з помірними та великими числами Рейнольдса, а також створення програмно-моделюючої системи для комп'ютерного моделювання течій в'язкої рідини в областях довільних конфігурацій. Методи дослідження - вже існуючі чисельні підходи до моделювання гідродинамічних процесів та методів асимптотичного розв'язку кінетичних рівнянь. У роботі використані сучасні технології, методи та підходи у програмуванні при створенні програмного забезпечення та технології паралельних обчислень. Теоретичні та практичні результати дисертаційної роботи були використані при розробці держбюджетних програм (2016, 2017, 2019 рр.) кафедри вищої та прикладної математики факультету інформаційних технологій державного вищого навчального закладу «Приазовський державний технічний університет». Результати досліджень впроваджено у навчальний курс «Аналітичні та чисельні методи гідродинаміки» для студентів 5 курсу денної форми навчання спеціальності 113 – «Прикладна математика» кафедри вищої та прикладної математики ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет». А також у навчальний курс «Моделювання складних систем» для бакалаврів спеціальності 122 – «Комп'ютерні науки» кафедри комп'ютерних наук та вищої математики Донецького державного університету управління. Отримані відповідні довідки про впровадження результатів дисертаційного дослідження у навчальний процес та авторське свідоцтво на розроблену комп'ютерну програму (№ 89549 від 06.06.2019). Наукова новизна: 1) вдосконалено алгоритм методу граткових рівнянь Больцмана; 2) оптимізовано алгоритм методу за рахунок використання нової структури даних на етапі переміщення частинок у гратковому просторі; 3) вдосконалено чисельну модель, що описує взаємодію рідини із твердими тілами; 4) вперше розроблено метод регуляризації чисельного розв'язку рівняння Больцмана при моделюванні в'язких течій із великими числами Рейнольдса; 5) створено програмно-моделюючу систему для моделювання в'язких течій методом граткових рівнянь Больцмана із можливістю завантаження довільних складних геометрій. Сфера використання – гідродинаміка.^UThe dissertation is devoted to theoretical and practical aspects of the lattice Boltzmann method. This method uses a kinetic approach to model the viscous fluid flow. Fluid dynamics regarded as the movement of large particles, whose behavior is described by the kinetic theory of gases. Unlike classical methods, based on the numerical solution of the Navier - Stokes or Euler equations, researched method is based on the solution of the kinetic Boltzmann equation.In the dissertation research, the lattice Boltzmann method is developed for obtaining stable solutions with less computational time in the viscous fluid flows modeling at moderate and large Reynolds numbers. A software-modeling system for computer simulation of the viscous fluid flows in arbitrary domains has been created. The simulation results can be obtained in the form of tables of velocity values, both throughout the computational area and in cross-sections, in the form of color diagrams, streamlines and in the form of values of hydrodynamic coefficients of streamlined bodies.

Виконано експериментальне та теоретичне дослідження теплообміну та гідравлічного опору у разі течії повітря біля поверхні з дворядною системою заглиблень різної форми. Проведено вимірювання гідравлічного опору таких систем, одержано нові дані щодо вихрової структури у заглибленнях різної форми. Показано, що форма заглиблення суттєво впливає на механізм обтікання дворядної системи заглиблень. На підставі вимірювання теплообміну показано, що структура потоку за такою системою відповідає турбулентному режиму. Одержано дані щодо фактора аналогії Рейнольдса за дворядною системою заглиблень. Проаналізовано й узагальнено опубліковану базу даних в одиночному сферичному заглибленні з гострою кромкою та побудовано карту режимів течії. Проведено узагальнення обублікованої бази даних з теплообміну й опору у каналах з багаторядними системами заглиблень. Одержано діаграми, що характеризують фактор аналогії Рейнольдса та теплогідравлічну ефективність цих систем. Розроблено пропозиції стосовно оптимальної конструкції поверхні теплообміну з періодичним розташуванням дворядних заглиблень.

  Скачати повний текст

Сформульовано та запропоновано наукову методику проектування та розрахунку нагнітачів - ерліфта, струминного апарата, а також можливості комбінування транспортних і технологічних функцій (гомогенізації, аерації, сатурації та ін.) у проточних частинах даних нагнітачів. На підставі методу візуалізації структури потоку розроблено проточні частини даних нагнітачів із мінімальними величинами коефіцієнтів гідравлічних опорів, що забезпечують високу ефективність переміщення потоків і високу якість технологічних процесів у нагнітачах. Наведено методику визначення ефективності технологічних процесів і гідравлічних систем у цілому на підставі ефективності (ККД) насоса та коефіцієнтів, що характеризують ефективність окремих елементів процесу.

  Скачати повний текст

Встановлено основні закономірності гідродинаміки закрученого потоку всередині та зовні обертового проникного циліндра й руху завислих часток біля його зовнішньої поверхні. Обгрунтовано шляхи зниження гідродинамічного опору обертового проникного циліндра та механізм керування режимом руху рідини та рухом завислих часток поблизу його поверхні з метою удосконалення ротаційних фільтрів механічної очистки рідин та інших пристроїв з протоком рідини крізь бічну поверхню обертового циліндра. Удосконалено існуючі та розроблено нові підходи щодо розрахунку гідродинамічних процесів усередині та зовні обертового проникного циліндра. Обгрунтовано нову сукупність фундаментальних даних з течій рідини із завислими частками біля обертової проникної поверхні, яка є суттєвим внеском до теорії вихрових і закручених потоків. Розроблено теоретичні засади удосконалення конструкцій ротаційних фільтрів, а також інших технічних пристроїв з обертовим проникним циліндром. Запропоновано нові методи розрахунку ротаційних фільтрів зі зниженим на порядок гідродинамічним опором і підвищеною тонкістю очистки рідин від механічних домішок. Наведено рекомендації щодо використання розроблених конструкцій технічних пристроїв з обертовим проникним циліндром і методів їх розрахунку у науково-дослідних, проектних установах і промисловості.

  Скачати повний текст

Досліджено хвильові впливи на напівзанурювану платформу (НП) на підставі результатів проведених фізичних лабораторних експериментів і гідродинамічного моделювання. Створено нову числову модель динаміки коливань напівзанурюваних платформ, що передбачає врахування нелінійних членів для різного положення платформи до напрямку розповсюдження хвиль та за різних параметрів спектра морських хвиль, які впливають на платформу, що дозволило виявити вплив нелінійних членів демпфування на параметри переміщень НП. Проведено верифікацію створеної нової числової моделі нелінійної динаміки НП шляхом порівняння результатів моделювання з даними експериментальних досліджень. Для проведення експериментальних досліджень розроблено методику виконання вимірів за допомогою нових цифрових вимірювальних приладів, що дозволяють визначати просторові та часові параметри хвилювання та переміщення моделі НП у разі широкої варіації характеристик хвилювання та різного положення платформи до напрямку розповсюдження хвиль. Наведено результати комплексних експериментальних і модельних коливань НП, які забезпечили верифікацію нової числової моделі динаміки НП за широкої варіації умов проведення експериментів і параметрів фізичної моделі НП.

  Скачати повний текст

Розроблено та апробовано математичну модель нестаціонарних потоків рідини та газу у трактах пульсаційного диспергатора (ПД). Досліджено закономірності, що мають місце за умов гідродинамічних процесів, які відбуваються у рідинному тракті ПД, з урахуванням впливу певних фізичних чинників (величини перепаду тисків у ресиверах, періодичності, тривалості та частоти дії тиску, густини та температури рідинної суміші). Установлено залежність між реологічними параметрами, що зумовлюють структурні та якісні властивості глиняної суспензії, та тривалістю обробки суспензії у ПД за різних режимів. Запропоновано й обгрунтовано оптимальні конструкції та геометричні параметри елементів ПД, за яких забезпечується скорочення тривалості готування глиняного розчину та суттєво поліпшуються його якісні характеристики. Наведено метод зменшення густини суміші з метою скорочення часу готування та поліпшення якості глиняної суспензії. Оцінено вплив температури на інтенсивність масообмінних процесів у рідинному тракті ПД. Створено методику розрахунку дослідно-промислового зразка ПД для готування глиняних суспензій.

  Скачати повний текст

На підставі використання методу віддзеркалення гідродинамічних джерел, що моделюють пухирець, від граничних поверхонь, з урахуванням допущень про ідеальність рідини, потенційності течії та ігноруючи сили тяжіння створено нову тривимірну модель динаміки розвитку кавітаційного пухирця з урахуванням впливу сусідніх пухирців і граничних поверхонь різної жорсткості та кривизни. Виявлено резонансний характер розвитку пухирців, на підставі якого обмежено діапазон їх розмірів під час розрахунку режимів кавітаційного очищення виробів складної форми. Розроблено новий підхід для опису механізму руйнування поверхонь різної твердості та кривизни під час захлопування біля них кавітаційних пухирців, що дозволяє контролювати ударні тиски на граничній поверхні та швидкості мікропотоків рідини біля неї. Вперше проведено аналітичне дослідження резонансних явищ, що виникають під час захлопування кавітаційних пухирців у обмеженому просторі. Розроблено та впроваджено методику боротьби з паразитними резонансами у технологічному та оброблюваному устаткуванні. Наведено практичні рекомендації та методики розрахунку режимів роботи кавітаційних ванн під час очищення виробів складної форми, що дозволяють досягти максимального швидкого руйнування заданого забруднення за мінімального руйнування складної поверхні виробу, уникаючи появи паразитних резонансів у технологічному та оброблювальному устакуванні.

  Скачати повний текст

Запропоновано дані стосовно фізичних механізмів процесів, що відбуваються у пневмо-пульсаційних апаратах камерного типу. За результатами моделювання двовимірного та тривимірного моделювання одержано поля швидкості, температури та функцій току. Проаналізовано особливості гідродинаміки та теплообміну в апараті такого типу. Експериментально досліджено питання щодо швидкості руху в трубі пневмо-пульсаційного апарата. Наведено розрахункові співвідношення та дослідні дані, що стосуються прогину гумових мембран у пульсаторах камерного типу для випадків незалежного та спільного їх деформування з урахуванням вхідної залишкової деформації. Визначено період власних коливань рідини в трубі такого пристрою. Розроблено рекомендації щодо удосконалення камери пневмо-пульсаційного апарату, глибини занурення труби пульсатора та режимів його роботи. Проаналізовано ефективність та надано оцінку енергоощадження за умов виробництва рідких екстрактів.

  Скачати повний текст