Досліджено особливості роботи центрифуг для харчової і хімічної промисловості. Проведено числовий розрахунок центрифуги загального використання і надано рекомендації щодо змінення геометричних параметрів конструкції.

Досліджено динаміку промислових пульсуючих центрифуг. Сформульовано рівняння поступальних та кутових коливань пульсуючої центрифуги. Проаналізовано коливання, стійкість руху центрифуги та рух пульсатора. Розглянуто форму руху пульсатора, закон руху центра мас центрифуги та можливість реалізації резонансів для коливань центрифуги. Встановлено нечутливість центрифуги до параметричних збуджень та обмеження частоти руху пульсатора. Побудовано амплітуди переміщень та сил, які діють на опорні вузли центрифуги. Запропоновано спосіб та проведено аналіз умов повного автоматичного балансування роторів пульсуючих центрифуг рухомими масами. Виявлено можливість модернізації конструкції центрифуги за рахунок зменшення маси системи віброізоляції та її геометричних розмірів.

Досліджено процес розділення суспензій у фільтрувальній центрифузі з вивантаженням осаду дисковим упором. Розглянуто формування, рух на фільтрувальній поверхні та вивантаження осаду у роторі центрифуги. Показано існування зон формування та вивантаження осаду, положення яких визначається положенням осі обертання дискового упора. Виявлено три режими формування осаду, що характеризуються різною динамікою залежності товщини шару осаду від продуктивності. Одержано залежності для визначення часу перебування осаду в роторі, зусилля та потужності на виштовхування осаду. Запропоновано модель відцентрового віджиму зернистих матеріалів, що враховує структуру вологи в осаді та його гранулометричний склад. Показано співвідношення в осаді різних видів вологи. Визначено напрямки розробки та удосконалення конструкції центрифуги, розроблено методику розрахунку її основних параметрів.

Розглянуто коливання лабораторної центрифуги. Досліджено коливання з врахуванням шести степенів вільності. За малих кутів нутації визначено кутові швидкості прямих та обернених прецесій, траєкторії руху симетричного гіроскопа. Експериментально визначено жорсткості пружних опор центрифуги. Знайдено залежності власних частот від частоти і напрямку обертання центрифуги. Показано кореляцію результатів числового і експериментального дослідження власних частот. Прийнята модель гіроскопа розрахована на використання під час вирішення ряду прикладних задач.

Предложена методика расчета и прогнозирования состояния ответственных элементов конструкций при малоцикловой усталости с учетом особенностей эксплуатационных режимов. Методика основана на концепции рассеянной повреждаемости и учете параметра поврежденности в системе определяющих уравнений на примере быстровращающихся элементов лабораторных центрифуг. Выполнены макро- и микроструктурный анализ материала, а также статические и циклические испытания образцов алюминиевого сплава 7075 (В95). Результаты экспериментальных исследований сравниваются с теоретическими расчетами, выполненными на базе метода конечных элементов (программный пакет ANSYS).

Розв'язано актуальну науково-практичну задачу створення методу розрахунку високошвидкісних прецизійних центрифуг з врахуванням їх конструктивних особливостей. Визначено, по-перше, умови достатніх для забезпечення необхідної якості сепарації та, по-друге, забезпечення необхідного терміну експлуатації. Для виконання першої задачі розроблено метод визначення динамічних характеристик з врахуванням гіроскопічних ефектів на основі нової конструктивної моделі, яка враховує реальну конструкцію роторної системи та враховує конструкцію пружних опор. Розглянуто вплив статичного і динамічного дисбалансу на коливання, і показано, що вони викликають вимушені коливання, а також визначено необхідні умови стійкості руху. Для виконання другої задачі створено метод визначення довговічності центрифуги на основі моделі накопичення розсіяних мікропошкоджень, що дозволяє широке використання для розрахунку елементів конструкцій за повторно-змінного навантаження з урахуванням пошкоджуваності.

Розглянуто конструктивні особливості сучасних центрифуг. Виявлено, що їх ротори мають рухомі елементи,які обертаються навколо горизонтальних осей. Розглянуто динаміку вказаних рухомих елементів. Використовуючи рівняння Лагранжа другого роду одержані диференціальні рівняння їх руху. Проведено моделювання візуалізації їх руху за допомогою програмного пакету RecurDyn. Результати досліджень одержані за допомогою пакету RecurDyn і аналітичним шляхом показали, що їх рух може бути не стійким, в тих положеннях, які є оптимальними з точки зору технологічного процесу. Одержані диференціальні рівняння не можуть бути проінтегровані в елементарних функціях, тому безпосередній аналіз руху складний. Внаслідок сказаного досліджено умови стійкості руху за лінійним наближенням. Одержані необхідні умови стійкості руху, які вимагаються від конструкції.

Експериментально досліджені механічні характеристики центрифуги та її елементів. Досліджено рух центрифуги. Дослідження надало можливість встановити реальні параметри системи, які необхідні для розрахунку її динаміки. Встановлено, що опори у першому наближенні можна вважати лінійно-пружними. Знайдені залежності власних частот від швидкості і напрямку обертання центрифуги. Встановлені додаткові частоти на яких виникає явище резонансу.

За допомогою методів когерентного та компонентного аналізу векторних періодично корельованих випадкових процесів досліджено структуру оцінок лінійних і квадратичних інваріантів кореляційної тензор-функції стохастичних вібрацій центрифуги, проаналізовано їх амплітудні спектри. Показано, що використання інваріантів надає змогу підвищити ефективність вібраційної діагностики, встановити просторові зміни вібраційних навантажень за появи дефекту і локалізувати його.

Розглянуто теоретичні основи процесів інерційно-фільтрувальної сепарації та науково обгрунтовані методи розрахунку основних технологічних параметрів та характеристик інерційно-фільтрувальних сепараційних пристроїв, в яких поєднано принципи одночасної взаємодії інерційних та фільтрувальних сепараційних елементів, чим досягається зниження гідравлічного опору та підвищення ефективності сепарації у широких діапазонах навантажень та співвідношення фаз. Аналітично та чисельно розв'язано системи рівнянь руху та нерозривності газового потоку для окремого випадку плоского плину в криволінійному каналі, рівнянь руху дисперсних частинок (краплин) в турбулентному газодисперсному потоці, ламінарного руху вловленої рідини в плівці, що стікає по стінках каналу та в шарі волокнистого фільтру, виходячи з умов усталеного руху та рівноваги (балансу сил) на міжфазній поверхні, що визначають особливості взаємодії плівки сепарованої рідини з газовим потоком в криволінійних інерційно-фільтрувальних сепараційних каналах, чим закладено теоретичні основи теорії інерційно-фільтрувальної сепарації. Розвинута континуальна модель криволінійної течії газодисперсного потоку дозволяє розрахунковим методом визначити траєкторії руху дисперсних частинок, розподіл їх за розмірами і відповідно здійснити оптимізаційне геометричне профілювання криволінійних каналів, визначити зони доцільного розташування, форму та розміри фільтрувальних елементів, оцінити ефективність сепарації після кожної послідовної криволінійної ділянки (ступеня сепарації) інерційно-фільтрувального сепараційного каналу.