Розроблено новий підхід для вивчення динаміки парорідинних систем бульбашкової структури у явищах скипання, кавітації, зокрема у парорідинних потоках з метою обгрунтування ефективних методів інтенсифікації технологічних процесів у дисперсних середовищах та створення новітніх енергоощадних технологій. Запропонований підхід базується на детальному аналізі тісної взаємодії нерівноважних термодинамічних процесів, що контролююють поведінку одиничної парової бульбашки під час релаксації парорідинної системи бульбашкової структури до стану рівноваги з максимальним урахуванням всіх теплофізичних та термодинамічних факторів, які визначають специфічний характер динамічних, термічних й енергетичних ефектів, що виникають у парорідинних середовищах. У межах даного підходу розроблено універсальні математичні моделі, які у контексті єдиних термодинамічних засад адекватно описують динаміку одиничної бульбашки й бульбашкових ансамблей і закономірності витікання скипаючої рідини через канали в широкому інтервалі режимних параметрів без застосування обмежуючих припущень. На базі цих моделей розроблено прикладні комп'ютерні програми для розв'язання конкретних задач. За результатами обчислювальних експериментів установлено закономірності поведінки бульбашкових систем у явищах кипіння та кавітації, а також за умов витікання скипаючих потоків у каналах.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена рішенню актуальної науково-практичної проблеми в області матеріалознавства конструкційних матеріалів на основі БНВ шляхом наукового аналізу процесу волокноутворення та визначення впливу на нього фізико-хімічних властивостей розплавів гірських порід. Це дозволило науково обґрунтувати режими і умови формування неперервних волокон з якісною структурою, забезпечити підвищені показники міцності при їх виробництві та більшу стабільність механічних характеристик при експлуатації.Отримані результати і висновки дисертації можуть бути застосовані при удосконаленні технологічних режимів і обладнання для виробництва БНВ та при розробці нових базальтоволокнистих композитів і інших виробів широкого використання з підвищеною довговічністю. Ключові слова: базальтовий розплав, формування волокна, витрата розплаву, температура склування, міцність волокна, дефекти, швидкість охолодження, реологія, гідродинаміка.^UThe dissertation is devoted to the decision of an actual scientific and practical problem in the field of materials science of constructional materials based on BCF by the scientific analysis of draw fiber process and definition of influence on it of physical and chemical properties of rock melts. This will scientifically substantiate the modes and conditions of draw continuous fiber with a high-quality structure, ensuring high and stable strength in their production and subsequent operation. The obtained results of the dissertation can be used in the improvement of technological modes and equipment for the production of BNV and in the development of new basalt fiber composites and other widely used products with increased durability.Key words: basalt melt, fiber formation, melt consumption, glass transition temperature, fiber strength, defects, cooling rate, rheology, hydrodynamics.

Газові гідрати є єдиним нерозроблювальним джерелом природного газу на Землі, який може складати реальну конкуренцію традиційним родовищам. Значні потенційні ресурси газу в гідратних покладах надовго забезпечать людство високоякісною енергетичною сировиною. Автором зроблено аналіз попереднього досвіду: – механізму утворення і розкладу гідратів та встановлено, що рівноважні параметри утворення і розкладання гідратів в щілястому просторі відрізняються від відповідних параметрів у вільному обсязі. На процес гідратоутворення в пористому просторі впливають склад порід, пористість, мінералізація пластової води, кривизна поверхні розділу фаз, що призводить до гістерезису між відповідними умовами та до їх зміни відносно умов гідратоутворення у вільному об'ємі; – способів утворення і розкладання гідратів у трубопроводах та встановлено, що дляутворення гідратів необхідно, щоб парціальний тиск парів води над гідратом був вище пружності цих парів в складі гідрату.Для визначення термодинамічних параметрів утворення гідрату була розроблена лабораторна установка. За допомогою неї проведено ряд натурних дослідів при різних початкових параметрах: тиск змінювали в межах від 0,1 до 0,6 МПа; температура змінювалась в межах від 273 до 278 К; концентрація поверхнево – активних речовин змінювалась в межах від0 до 10 мл/літр; часзмінювали в межах від 30 хвилин до 5 годин. Була розроблена установка для вимірювання газоємності газового гідрату. В результаті експерименту встановлено, що газоємність змінюється (при заданих умовах) від 0 до 80 м3/м3.^UGas hydrates are the only non-productive source of natural gas on Earth that can compete with traditional fields. Significant potential gas resources in hydrated deposits will provide humanity with highquality energy raw materials for a long time. The author analyzes the previous experience: - the mechanism of formation and decomposition of hydrates and it is established that the equilibrium parameters of formation and decomposition of hydrates in the slit space differ from the corresponding parameters in the free volume. The process of hydrate formation in the porous space is influenced by the composition of rocks, porosity, mineralization of formation water, curvature of the phase interface, which leads to hysteresis between the corresponding conditions and to their change relative tothe conditions of hydrate formation in the free volume; - methods of formation and decomposition of hydrates in pipelines and it is established that for the formation of hydrates it is necessary that the partial pressure of water vapor over the hydrate was higherthan the elasticity of these vapors in the hydrate. A laboratory setup was developed to determine the thermodynamic parameters of hydrate formation. With its help a number of field experiments were carried out at different initial parameters: the pressure was changed in the range from 0.1 to 0.6 MPa; the temperature varied from 273 to 278 K; the concentration of surfactants varied from 0 to 10 ml / liter; the time was varied from 30 minutes to 5 hours. An installation for measuring the gas capacity of a gas hydrate was developed. As a result of the experiment it was found that the gas capacity varies (under given conditions) from 0 to 80 m 3 / m 3 .

Здійснено теоретичні й експериментальні дослідження гідродинаміки, динаміки та кінетики фільтраційного сушіння дисперсних матеріалів. Одержано критеріальні рівняння для опису гідродинаміки даного сушіння на базі внутрішньої задачі гідродинаміки, доповненої геометричним симплексом, що характеризує зовнішню задачу. За результатами експериментальних досліджень одержано критеріальні залежності для визначення коефіцієнтів тепло- та масовіддачі та встановлено аналогію між зовнішнім теплообміном і масообміном. Розроблено математичні моделі, які описують процес фільтраційного сушіння дисперсних матеріалів і дають змогу прогнозувати енергетичні затрати під час здійснення проектних розрахунків нового сушільного обладнання. Запропоновано 4 типи сушильних установок, які враховують кінетичні та фізико-механічні властивості даних матеріалів.

  Скачати повний текст

Вивчено гідродинамічну поведінку багатосортних хімічно-нереагуючих сумішей магнітних та немагнітних частинок. Виведено рівняння узагальненої гідродинаміки, що описують бінарну магнітну суміш для двох типів систем: з переважаючою колективною та парціальною динамікою. На підставі аналізу простої моделі температурної релаксації зроблено висновок щодо еквівалентності опису обох систем у гідродинамічному режимі. За результатами дослідження рівнянь гідродинаміки для бінарної магнітної суміші показано, що поперечна динаміка такої системи характеризується п'ятьма гідродинамічними збудженнями: парою пропагаторних звукових мод та трьома модами дифузійного типу (взаємодифузійна, теплова та спін-дифузійна). Після узагальнення отриманих результатів на випадок багатосортної суміші спостерігається аналогічна ситуація - знайдено лише пару пропагаторних мод (звукові збудження) та набір мод дифузійного типу. Розраховано в аналітичному вигляді гідродинамічні кореляційні функції багатокомпонентної суміші. Отримано характеристики системи - термодинамічні величини та коефіцієнти переносу. Розраховано спіновий та динамічний структурний фактори бінарної магнітної суміші та парціальні динамічні структурні фактори потрійної суміші простих рідин.

  Скачати повний текст

Запропоновано феноменологічний та мікроскопічний методи опису динамічних властивостей релятивістських та нерелятивістських надплинних систем за наявності двох когерентних взаємодіючих конденсатів. Одержано лоренц-коваріантні рівняння, які визначають релятивістську термо- та гідродинаміку двоконденсатної надплинної системи з врахуванням взаємодії конденсатів між собою та наявності в системі вихорових збуджень та дисипативних явищ. Проведено аналітичні дослідження впливу ефекту взаємного захоплення надплинними компонентами на характер акустичних збуджень в релятивістській надплинній двоконденсатній системі та знайдено вихорові розв'язки одержаних лоренц-коваріантних рівнянь. Одержано системи рівнянь вихорової динаміки розчину двох нерелятивістських надплинних рідин з врахуванням взаємодії конденсатів між собою та без нього і проведено аналітичні обчислення відношення інтенсивностей хвиль "першого" і "другого" четвертих звуків у такому розчині.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Наведено методики досліджень гідродинаміки та кінетики сушіння матеріалів. Розглянуто результати досліджень і встановлено розрахункові залежності для прогнозування гідродинаміки під час руху теплоносія через вологі та сухі шари, а також кінетики процесу. Проаналізовано вплив структури та природи матеріалу на кінетику процесу фільтраційного сушіння. Розроблено новий метод фільтраційного сушіння за умов змінної висоти шару. Запропоновано конструкцію сушарки, яка реалізує безперервний процес фільтраційного сушіння дисперсних матеріалів з видаленням сухого матеріалу з зони масообміну.

  Скачати повний текст

Вирішено актуальні проблеми динаміки та теплопереносу в гетерогенних системах рідина - рідина стосовно технологій монодисперсного гранулювання речовин і виробництва дрібнодисперсних емульсій у роторно-пульсаційних апаратах (РПА). Зазначені пристрої застосовуються в харчовій, хімічній, переробній галузях промисловості. Наведено результати числових досліджень гідродинамічних і теплових процесів, що відбуваються в моногрануляційному устаткуванні та робочих об'ємах РПА. Одержано основні закономірності тепловіддачі від сферичних крапель рідини, що рухаються у грануляційній колоні, до термоформувального середовища. Досліджено закономірності деформації поверхонь крапель, що вільно падають у в'язкому середовищі. Знайдено характерні значення чисел Вебера, за яких краплю можна вважати близькою за формою до сферичної і за яких поверхня краплі внаслідок значних деформацій руйнується. За результатами числових досліджень визначено закономірності ламінарної та турбулентної течії та теплопереносу в рідких серевидощах, що обробляються в циліндричних РПА. Досліджено структуру потоку та теплові дисипативні ефекти в робочому об'ємі РПА. Виявлено ефекти вихороутворення на окремих ділянках течії в різні моменти часу та пульсаційну зміну у часі динамічних характеристик потоку. Одержано залежності основних технічних характеристик РПА циліндричного типу від в'язкості середовища, а також від його конструкційних і режимних параметрів. Проведено порівняння днамічних характеристик РПА за умов різного компанування робочих органів. Побудовано метод розрахунку траєкторій дисперсних частинок у робочому об'ємі РПА і спосіб визначення кількості актів їх подрібнення. Запропоновано метод оцінювання середнього діаметра частинок емульсії після обробки гетерогенного середовища в апараті. Знайдено залежності середнього діаметра частинок від конструкційних і режимних параметрів РПА. Побудовано метод оптимізації цих параметрів для забезпечення у разі заданого середнього розміру дисперсних частинок максимальної продуктивності апарата, або мінімальних енерговитрат на реалізацію процесів подрібнення рідких частинок у процесах виробництва гомогенізованих продуктів.

  Скачати повний текст

Досліджено три схеми каналів: з одним завихрювачем і відкритим виходом; з одним завихрювачем і поворотом потоку на виході; з двома завихрювачами та поворотом потоку на виході. Експерименти з гідродинаміки проведено за ізотермічних умов. Експерименти з теплообміну проведено у разі охолодження підігрітого повітря водою. Визначено локальний та середній коефіцієнти теплообміну в каналі. У схемі з одним завихрювачем досягнута найбільша інтенсифікація теплообміну. Виявлено, що в схемі з двома завихрювачами середня інтенсивність теплообміну та гідравлічний опір приблизно на 20 % нижче у разі підведення додаткового супутньо-закрученого струменя повітря в кількості до 6 % від загальної витрати в схемі з одним завихрювачем торець каналу незначно збільшує теплообмін, а в схемі з двома завихрювачами знижує його. Поворот потоку на виході збільшує гідравлічні втрати в каналі і за цього незначно збільшує інтенсивність теплообміну. За теплогідравлічними характеристиками вивчені схеми закрутки потоку приблизно дорівнюють схемам з поверхневими ребрами-турбулізаторами за оптимальних параметрів оребрення.

  Скачати повний текст

На сьогоднішній день з точки зору питомих енерговитрат та ефективності сепарації найбільш оптимальними є сепараційні пристрої, основною діючою силою в яких є сила інерції. Однією з найрозповсюдженіших проблем сепараційних пристроїв, робота яких заснована на розділенні в полі сил інерції газокраплинних потоків, являється руйнування плівки з наступним зривом і вторинним бризкоунесенням краплин вже вловленої рідини з поверхонь осадження сепараційних елементів. Не зважаючи на велику кількість традиційних шляхів уникнення даного недоліку (збільшення вільного перетину; забезпечення регулярного відведення рідини та ін.), вони не змінюють значення критичної швидкості газового потоку при якому відбувається вторинне бризковинесення. Для вирішення даної задачі було запропоновано використовувати динамічні сепараційні пристрої, суттю яких є можливість динамічного регулювання гідравлічного опору та використання накладених вібрацій для підвищення ефективності розділення гетерогенних систем. Дослідження процесів розділення гетерогенних систем за рахунок динамічних процесів вібраційно-інерційної сепарації відноситься до науковоприкладних проблем галузевого машинобудування. У зв'язку з цим можна стверджувати, що тема дисертації представляється актуальною, має важливе наукове і практичне значення, оскільки спрямована на вирішення актуального наукового завдання, що має істотне значення для галузевого машинобудування, сутність якого полягає в визначенні гідродинамічних показників та гідроаеропружних характеристик динамічних сепараційних пристроїв.Мета дослідженя. Метою дисертаційної роботи є моделювання гідродинамічних процесів та гідроаеропружної взаємодії пружних відбійних елементі та потоку в динамічних сепараційних пристроях, розробка методів розрахунку гідродинамічних показників та гідроаеропружних характеристик динамічних сепараційних пристроїв та видача практичних рекомендацій щодо їх проектування та експлуатації.Об'єкт досліджень – гідродинамічні процеси у динамічних сепараційних пристроях та гідроаеропружна взаємодія потоку з пружними елементами.Предмет дослідження – гідродинаміка потоків та пов'язані пружні деформації елементів модульних динамічних сепараційних пристроїв.Наукова новизна одержаних результатів.- вперше отримано розв'язок задачі гідроаеропружності для взаємодії газодисперсного потоку та пружних сепараційних елементів у формі похилого параболічного напівциліндра, з урахуванням їх попередньої деформації;- вперше отримано залежності, що визначають зміну геометричної форми синусоїдального каналу динамічного сепараційного пристрою в результаті гідродинамічної та гідроаеропружної взаємодії з потоком;- вперше отримано аналітичні залежності для оцінювання значень коефіцієнтів жорсткості за даними експериментальних і чисельних досліджень із використанням методів теорії оцінювання параметрів;- дістала подальшого розвитку математична модель, що описує тривимірне стікання плівки вловленої рідини по осаджувальним поверхням модульних динамічних сепараційних пристроїв шляхом уведення спрощень, припущень та оцінювання порядку малості величин;- дістав подальшого розвитку науковий підхід щодо раціонального вибору компонувань модульних сепараційних пристроїв на основі технологічних та експлуатаційних параметрів, що дозволяє вдосконалити процеси їх проєктування та складання із забезпеченням необхідних умов експлуатації.Практичне значення одержаних результатів. - Отримані результати числових, фізичних та математичних моделювань процесу арогідропружної взаємодії газорідинного потоку та пружних відбійних елементів можуть бути використанні для інженерного розрахунку модульних динамічних сепараційних пристроїв. - Розроблено сучасний проблемо-орієнтований підхід щодо кодування модульних сепараційних пристроїв за конструкторсько-технологічними та експлуатаційними ознаками.- Обґрунтовано конструкції елементів модульного сепараційного пристрою, що забезпечує необхідну точність складання, ефективність експлуатації пристрою та реалізації робочого процесу.- На підставі отриманих результатів було запропоновано нові способи розділення газорідинних сумішей, захищені патентами на корисну модель (№ U102445, U130464, U111039). Основні результати дисертаційної роботи впроваджено у виробничу діяльність ТОВ «ПРОМ-ЕНЕРГО ПРОДУКТ» (м. Харків) та ТОВ “Аграрник” (м. Суми), використані при виконанні держбюджетних НДР №0117U003931 “Розробка та впровадження енергоефективних модульних сепараційних пристроїв для нафтогазового та очисного обладнання”, НДР №0120U102036 "Створення нових гранульованих матеріалів для ядерного палива та каталізаторів в активному гідродинамічному середовищі" та впроваджені у навчальний процес Сумського державного університету.Ключові слова: гетерогенні суміші, сепарація, вібраційно-інерційні методи, пружні елементи, гідроаеропружність, частота коливань, амплітуда, плівка рідини, попередньо-деформований стан.^UToday, from the point of view of specific energy consumption and separation efficiency, the most optimal separation devices with the inertial force as the main operating. One of the most common problems of separation devices, the operation of which is based on the separation of gas-droplet flows in the field of inertia forces, is the destruction of the liquid film and secondary droplets splashing of the liquid film from the deposition surfaces. Despite the large number of traditional ways to avoid this drawback (increasing the free section; ensuring regular liquid drainage, etc.), they do not change the critical gas flow rate at which secondary splashing occurs. To solve this problem, it was proposed to use dynamic separation devices, the essence of which is the possibility of dynamic adjustment of hydraulic resistance and the use of superimposed vibrations to efficiency increasing of heterogeneous systems separation. The study of the processes of separation of heterogeneous systems due to the dynamic processes of vibration-inertial separation refers to the scientific and applied problems of industrial engineering. In this regard, it can be argued that the dissertation topic is relevant, has an important scientific and practical significance, since it is aimed at solving an urgent scientific problem that is essential for industrial engineering, the essence of which is to determine the hydrodynamic parameters and hydroaeroelasticity characteristics of dynamic separation devices.Purpose of the study. The aim of the thesis is to simulate hydrodynamic processes and the interaction of elastic baffle elements and flow in dynamic separation devices, develop methods for calculating hydrodynamic parameters and hydroaeroelastic characteristics of dynamic separation devices and provide practical recommendations for their design and operation.The object of research is hydrodynamic processes in dynamic separation devices and hydroaeroelastic interaction with elastic elements.The subject of research is flow hydrodynamics and associated elastic deformations of elements of modular dynamic separation devices.Scientific novelty.- for the first time, a solution to the problem of hydroaeroelasticity was obtained for the interaction of a gas-dispersed flow and elastic separation elements in the form of an inclined parabolic half-cylinder, taking into account their preliminary deformation;- for the first time, dependences were obtained that determine the change in the geometric shape of the sinusoidal channel of a dynamic separation device as a result of hydrodynamic and hydroaeroelastic interaction with the flow;- for the first time, analytical dependences were obtained for evaluating the values ​​of the stiffness coefficients according to the data of experimental and numerical studies using the methods of the theory of parameter estimation;- a mathematical model which describes the three-dimensional liquid film downflow over the settling surfaces of dynamic separation devices by introducing simplifications, assumptions and evaluating the order of values smallness was further developed;- the scientific approach to the rational layouts choice of modular separation devices based on technological and operational parameters, which makes it possible to improve the design and assembling processes while ensuring the necessary operating conditions was further developed.The practical significance.- The obtained results of numerical, physical and mathematical modeling of the hydroaeroelastic interaction process of the gas-liquid flow and elastic baffle elements can be used for engineering calculation of modular dynamic separation devices.- developed a modern problem-oriented approach to coding modular separation devices according to design, technological and operational characteristics.- The design of the elements of modular separation devices has been substantiated, which ensure the required assembly accuracy, the efficiency of the device operation and the implementation of the working process.- on the basis of the obtained results, new methods of gas-liquid mixtures separation were proposed, protected by useful model patents (No. U102445, U130464, U111039). The main dissertation results were introduced into the production activities of PROM-ENERGO PRODUCT LLC (Kharkov) and Agrarnik LLC (Sumy), used in the implementation of state budget No. 0117U003931 “Development and implementation of energy-efficient modular separation devices for oil and gas and cleaning equipment”, №0120U102036" Creation of new granular materials for nuclear fuel and catalysts in an active hydrodynamic media" and introduced into the educational process of Sumy State University.Keywords: heterogeneous mixtures, separation, vibration-inertial methods, elastic elements, hydro aeroelasticity, vibration frequency, amplitude, liquid film, previously-deformed state.

В дисертаційній роботі розглядаються завдання, що пов’язані з розвитком підходів аналітичного та чисельного моделювання мікропотоків, нано-потоків, потоків газу Ван дер Ваальса та біоконвективних течій. Запропоновано методи для розрахунку різних аспектів теплообміну та гідродинаміки в мікро- та нанопотоках. Використовуючи зазначені розрахункові методи, було вирішено ряд задач теплообміну та гідродинаміки в мікродифузорі та мікроконфузорі. Отримано вирази для розподілу поля швидкості та температури та числа Нуссельта для дослідження потоку в пласкому мікроканалі, що обертається. Розглянуто особливості процесів нестійкості Діна та Тейлора нанорідини. Наведено математичні та експериментальні результати дослідження спонтанного переходу до плівкового кипіння нанорідини. Досліджено стаціонарну ламінарну течію і теплообмін в плівці пари на вертикальній поверхні та отриманий параметр стійкості нанорідини при фазових перетвореннях. Запропоновано комплекс аналітичних методів досліджено процесу природної конвекції газу Ван дер Ваальса над вертикальною нагрітою поверхнею. Представлено результати дослідження нестійкості біоконвективних ефектів в пористих середовищах.^UIn the dissertation problems related to the development of analytical and numerical modeling of microflows, nanoflows, Van der Waals gas flows, and bioconvective flows are considered. The dissertation examines tasks related to the development of analytical and numerical modeling approaches for microflows, nanoflows, van der Waals gas flows, and bioconvective flows.Methods for calculating various aspects of heat transfer and hydrodynamics in micro- and nanoflows are proposed. Using the specified calculation methods, a number of problems of heat exchange and hydrodynamics in the microdiffuser and microconfuser were solved. Expressions for the distribution of the velocity and temperature fields and the Nusselt number for the study of flow in a rotating flat microchannel are derived. The peculiarities of the processes of Dean and Taylor instability of nanofluid are considered. Mathematical and experimental results of the study of the spontaneous transition to film boiling of a nanofluid are given. Stationary laminar flow and heat exchange in a vapor film on a vertical surface and the obtained nanofluid stability parameter during phase transformations were studied. A complex of analytical methods was proposed to investigate the process of natural Van der Waals gas convection over a vertical heated surface. The results of the study of instability of bioconvective effects in porous media are presented.

Дисертація містить результати експериментальних досліджень процесів гідродинаміки і тепло- і масопереносу при кондесації пари з парогазової суміші у змішуючому кондесаторі з сітчастою насадкою. Встановлено вплив геометричних рідин на гідродинамічні характеристики насадок. Запропоновані емпіричні залежності для розрахунку гідравлічного опору, утримуючої властивості рідини і граничних режимів роботи змішуючого кондесатора. На основі дослідження середніх коефіцієнтів тепло- і масовіддачі виявлено вплив геометричних параметрів насадок, швидкості руху суміші на інтенсивність процесів тепло- і масовіддачі. Запропоновані емпіричні залежності для розрахунку цих процесів.

  Скачати повний текст

З використанням загальнофізичних закономірностей досліджено та розроблено теоретичну базу, що дає змогу об'єктивно пояснити та розрахувати інтенсифікацію теплообміну зі стінкою двокомпонентного потоку з урахуванням вологісних характеристик компонентів, виявити вплив різних факторів на енергетичні хактеристики у разі транспорту твердої фази газом, а також природу пульсаційних явищ під час взаємодії потоку газу з твердими частками, що вводяться у потік. Доведено, що інтенсифікація теплообміну двокомпонентного потоку, що містить вологі компоненти (газ, тверді частки), зі стінкою обумовлена зміною гігротермічного стану у разі переносу часток з ядра потоку з постійною температурою у тепловий примежовий шар, що має змінну температуру. Установлено вплив густини газу залежно від зміни тиску на структуру двокомпонентного потоку відповідно висоті вертикальної ділянки пневмотранспорту, що дало змогу визначити умови його реалізації, енергетичні витрати за складовими, а також з'ясувати умови, за яких є можливим досягнення найбільшої енергетичної ефективності вертикального пневмотранспорту. Уперше показано, що пульсаційні явища у разі взаємодії одиночної частки з потоком газу обумовлені залежністю густини газу від тиску і вони є властивістю такої системи. Запропоновано систему рівнянь, яка дає змогу виявити вплив обмеженості потоку на швидкість витання частки.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена дослідженню теплових ефектів та гідродинаміки в активній зоні роторних гідродинамічних гомогенізаторів, що застосовуються для отримання фазозмінних суспензій. В дисертаційній роботі розглянуто теплові та гідродинамічні процеси в роторних гідродинамічних гомогенізаторах при обробці рідин різної в'язкості: дистильованої води, гліцерину, індустріального масла. На основі розподілу температури у міжциліндровому зазорі роторного гідродинамічного гомогенізатора визначено значення параметру, що впливає на зміну напрямку теплового потоку в зазорі при високоградієнтному русі в'язкої рідини. З врахуванням турбулентної в'язкості визначено коефіцієнт дисипації та cередньозважене значення дисипації механічної енергії нестисливої в'язкої рідини в гладкій і шорсткій круглих циліндричних трубах на основі моделі Ю.В. Лапіна, О.А. Нехамкіна, М.Х. Стрільця з демпфуючим множником Ван-Дріста та в потоці між двома циліндрами з гладкими та шорсткими стінками за формулою Клаузера. Розроблено методику процесу отримання стійких фазозмінних суспензій. Для отримання текучої фазозмінної суспензії концентрація фазозмінного матеріалу не повинна перевищувати 25 %. Максимальна концентрація ПАР  5 %. Необхідна концентрація зародків кристалізації, в якості яких використовується графіт, не повинна перевищувати 0,05-0,07 %. Отримано залежність зміни ентальпії фазозмінної суспензії (теплоти акумулювання) від концентрації ФЗМ та різниці температури. Запропоновано принципову схему застосування ФЗС в якості теплоносія в системах сонячного теплопостачання.^UThe dissertation is devoted to the research of thermal effects and hydrodynamics in the core of rotary hydrodynamic homogenizers used for obtaining phase-changing suspensions. The dissertation considers thermal and hydrodynamic processes in rotary hydrodynamic homogenizers in the treatment of liquids of different viscosities: distilled water, glycerin, industrial oil. Based on the temperature distribution in the inter-cylinder gap of the rotary hydrodynamic homogenizer, the value of the parameter that affects the change in the direction of heat flow in the gap during high-gradient motion of the viscous fluid is determined. Taking into account the turbulent viscosity, the dissipation coefficient and the weighted average value of the dissipation of the mechanical energy of an incompressible viscous fluid in smooth and rough round cylindrical pipes based on the model of Yu.V. Lapina, O.A. Nekhamkina, M.Kh. Strelets with a damping van Drist multiplier and in the flow between two cylinders with smooth and rough walls according to the Clauser formula. A method for the process of obtaining stable phase-change suspensions has been developed. To obtain a fluid phase-change suspension, the concentration of phase-change material should not exceed 25%. The maximum surfactant concentration  5%. The required concentration of crystallization nuclei, which use graphite, should not exceed 0,05-0,07%. The dependence of the change in the enthalpy of the phase-change suspension (heat of accumulation) on the concentration of PСM and the temperature difference is obtained. The basic scheme of application of РСS as the heat carrier in systems of solar heat supply is offered.

  Скачати повний текст

Експериментально визначено густину зрошення, за якої досягається повне змочування поверхні сітчастої гофрованої насадки у протитоковому контактному випаровувачі та визначено швидкості початку захлинання в ньому. Одержано результати комплексних експериментальних досліджень процесу тепломасообміну (ТМО) за умов випаровування на даних насадках під час зустрічного руху теплоносіїв. Наведено результати досліджень опору сітчастої гофрованої насадки від конструкційних та режимних параметрів процесу. Установлено узагальнювальні співвідношення для розрахунку швидкості початку захлинання, тепломасообміну та гідравлічного опору. Одержано результати аналітичного розв'язку відомої напівемпіричної моделі контактного випаровувача зі сформульованими межовими умовами та з урахуванням експериментальних значень коефіцієнтів ТМО.

  Скачати повний текст

Вперше показано можливість використання в суднових системах гідроприводу гідродинамічних обтічників для вирішення проблеми відбору надлишкової енергії в потоці робочої рідини. Вперше експериментальним шляхом детально досліджено просторовий розподіл тиску поблизу поверхні дискового обтічника залежно від його геометричного розташування відносно стінок циліндричної робочої камери гідроприводу. Вперше експериментальним шляхом досліджено вплив стінок трубопроводу на характер течії рідини поблизу диска залежно від його кута оберту. Вперше одержано результати, що описують просторову гідродинамічну взаємодію потоку рідини, що обмежена стінками циліндричної камери з обтічником, виконаним у вигляді диска.

  Скачати повний текст

На підставі теоретичного аналізу створених фізичної та математичної моделі руху газокраплинного потоку та за допомогою комп'ютерного моделювання розроблено умови реалізації нового способу сепарації високодисперсної краплинної рідини з використанням нових конструкцій інерційно-фільтрувальних сепараційних пристроїв. Узагальнено математичні рівняння, які дозволяють розраховувати гідродинамічні та сепараційні показники даних пристроїв з урахуванням часткового проходження газокраплинного потоку у кожному послідовно розміщеному інерційному елементі сепаратора крізь фільтруючий шар. За результатами експериментальних досліджень модельних і натурних зразків сепараційних пристроїв та їх узагальнення уперше одержано гідравлічні та сепараційні характеристики інерційно-фільтрувальних сепараторів.

  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