Надано опис дослідження доцільності використання відцентрово-вихрової ступені для підвищення напірності насосного обладнання, що працює на високов'язких рідинах. Надано гідравлічну схему експериментального стенда, а також методику проведення експериментального дослідження та оцінку похибок результатів вимірювання.

Наведено огляд насосного обладнання гідродинамічного принципу дії для перекачування високов'язких та багатофазових сумішей, їх переваги та недоліки, викликані певними умовами роботи. Розглянуто можливість та перспективи використання відцентрово-вихрових ступеней за таких умов роботи.

Описано вплив кількості лопатей на напір насоса, а також рекомендації щодо вибору кількості лопатей та коефіцієнта, що враховує вплив кількості лопатей.

Індекс рубрикатора НБУВ: З565.22-044

Рубрики:

Відцентрові (радіальні) насоси

Шифр НБУВ: Ж69802 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведено якісний аналіз параметрів відцентрово-вихрових насосів за різної частоти обертання. За технічний об'єкт дослідження взята відцентрово-вихрова проточна частина. Вибраний технічний об'єкт дослідження за своїм конструктивним виконанням відноситься до малорозмірного типу робочих ступенів динамічних насосів. За результатами проведених досліджень побудовано енергетичні характеристики. Першочерговий аналіз одержаних характеристик показав, що відцентрово-вихрова ступень має достатньо високий напір за невеликих значень витрати рідини, але при цьому вона має низький ккд. Використовуючи дані з одержаних графіків, проаналізовано залежності значень деяких параметрів у разі оптимального режиму за різної частоти обертання. Якісна обробка результатів показує, що всі параметри мають зростаючий характер. Напір за нульової витрати рідини залежно від частоти обертання має вид S-подібної кривої. Залежність витрати рідини від частоти обертів у разі оптимального режиму має вид прямої. Потужність має зростаючий характер. Ккд має зростаючий вигляд, до 1000 об/хв - криволінійний вигляд, від 1000 до 3000 об/хв - практично прямолінійний.

Проведено дослідження експериментальних кривих залежності ккд від газовмісту у разі використання одно- та дволопатевих робочих коліс відцентрового насоса під час перекачування водоповітряних сумішей з концентрацією від 0 до 50 %; запропоновано аналітичний вираз для опису залежності ккд від газовмісту за наявності аномалії з максимумом ккд за газовмісту близько 9 %; запропонована розрахункова формула, що описує вплив втрат напору на величину ккд під час перекачування водоповітряною суміші однолопатевим робочим колесом відцентрового насоса; запропонована розрахункова формула для опису аномального підвищення ккд під час перекачування водоповітряної суміші однолопатевим робочим колесом відцентрового насоса.

Зазначено, що відцентрові-вихрові насоси мають досить хороші експлуатаційні показники в результаті вдалого використання позитивних властивостей відцентрового робочого колеса і вихрового, закріплених на загальному валу. На жаль, наукових робіт, присвячених експериментальним і теоретичним проблемам у відкритій пресі вкрай недостатньо, що гальмує вдосконалення цього виду насосів. Особливо ускладнює роботу з удосконалення відцентрово-вихрових насосів відсутність аналітичних залежностей, що описують характеристики відцентрово-вихрових насосів. Наведено дані експерименту на відцентрово-вихровому насосі для визначення величин напору залежно від подачі. Запропоновано графоаналітичний метод визначення напірних характеристик відцентрово-вихрових насосів, а також метод графоаналітичної побудови напірних характеристик. Проведено розрахунки за запропонованими формулами напірних характеристик для різних чисел обертів і зроблено зіставлення розрахункових кривих з експериментальними даними. Проведено нормування напору та подачі; запропоновано формулу для побудови безрозмірних характеристик для різної частоти обертання.

Індекс рубрикатора НБУВ: З565.3

Рубрики:

Вихрові та відцентрово-вихрові насоси

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено аналіз характеристик насосного обладнання гідродинамічного принципу дії для перекачування рідин, їх переваги і недоліки. Розглянуто можливість і перспективи використання насоса з відцентрово-вихровим ступенем. Давено аналіз результатів дослідження роботи насоса з відцентрово-вихровим ступенем.

Запропонована нова методика скринінгу слуху новонароджених на основі наступних результатів дослідження слуху: отримана формула для параметра норми середнього вуха - умова оптимізації його акустомеханічної системи на максимум смуги пропускання в мовному діапазоні частот 500 - 4000 Гц, інваріант вуха, безрозмірний параметр норми його стану; встановлено особливе місце звуку "а" в слухо-мовленнєвій системі людини; виявлено уроджений дефект середнього вуха і його зв'язок з мутованим геном WFS1, який, і білки подібного роду, синтезуються в дуже невеликих кількостях у внутрішньому вусі; виявлено місце знаходження сенсора акустичного рефлексу на барабанній перетинці і його роль в захисті слухових центів мозку від великих інтенсивностей звуку; виміряно за допомогою багаточастотного тимпанометра величину "щілини" (~41 дБ) між аудіограмами повітряної і кісткової провідності при повному руйнуванні ланцюга слухових кісточок; відкрита формула частотно-часової залежності викликаної отоакустичної емісії і визначені параметри норми завитки, що робить отоакустичну емісію ефективним експрес-методом об'єктивної диференціальної діагностики слуху, особливо у новонароджених; встановлено, що розподіл спектру звуку на частотні інтегруючі групи, що є однією з найважливіших властивостей слуху, відбувається в завитці внутрішнього вуха, а не в сенсоневральній системі, як до сих пір вважалося (це має принципове значення для індивідуального налаштування слухових апаратів і оптимального кодування звуку в кохлеарному імпланті); показано, що форма стимулу викликаної отоакустичної емісії в зовнішньому слуховому проході має вигляд імпульсної функції середнього вуха, а не короткого (широкосмугового) звукового імпульсу, як при подачі в "калібрувальну" камеру з жорсткими стінками; встановлено, що амплітуда викликаної отоакустичної емісії характеризує стан середнього вуха, а частотно-часова залежність - завитки внутрішнього вуха.

Розглянуто різні моделі середнього вуха людини, які можуть допомогти оцінити його стан до та після тимпанопластики. Зокрема, як моделі барабанної перетинки запропоновано круглу, прямокутну та викривлену мембрани. Проаналізовано мембрану Шрапнеля та її роль у разі хірургічного відновлення барабанної перетинки. Як модель усього середнього вуха обрано модель на основі електроакустичних аналогій. Вона надала можливість отримати кількісні показники стану слухової системи людини: параметр норми середнього вуха та коефіцієнт підсилення звукового тиску слуховими кісточками та надати рекомендації щодо підбору матеріалів для тимпанопластики та оцінки успішності її проведення.

Розглянуто теоретичні засади перетворення струменя рідини в плівку на похилій площині. Одержані закономірності можуть бути використані для проектування та виготовлення конструкцій низькоенергетичних (енерго-зберігаючих) інтенсивних розпорошувальних пристроїв, що слугують для створення високорозвиненої поверхні контакту фаз у малогабаритних тепломасообмінних апаратах. У багатьох тепломасообмінних апаратах для одержання високорозвиненої міжфазної поверхні та підтримки високої швидкості оновлення поверхні контакту фаз використовується диспергування (розпорошення) тонких плівок рідини. Ретельне вивчення способів одержання тонких плівок з прийнятними для промисловості характеристиками та способів якісного диспергування їх за мінімального енергоспоживання не втратило свого значення і в наш час. Для низькоенергетичного (енергозберігаючого) диспергування рідини її треба спочатку перетворити у плівку за можливості мінімальної товщини, оскільки тільки в такій плівці навіть взагалі-то незначні за абсолютною величиною, викликані зовнішнім впливом, турбулентні флюктуації можуть пронизувати її наскрізь, і тим самим вони можуть зумовлювати практично миттєве, майже мимовільне диспергування (руйнування) рідкої плівки. Основне теоретичне завдання вирішення цієї проблеми - вибір таких конфігурацій плівкоутворювачів і режимів їх роботи, за яких сили, що діють на потік рідини і які визначають її диспергування, використовували б мінімальну кількість енергії, але одночасно найбільш ефективно діяли б на перетворення будь-якої форми рідкого струменя в тонку плівку. Авторами обгрунтовано прості конструкції пристроїв для одержання плівок рівномірної товщини із необхідною для промисловости шириною. Основна ідея, закладена в принцип роботи статичного плівкоутворювача, дуже проста. Найпростіший з таких пристроїв - статичний плаский плівкоутворювач.

Розглянуто методи та пристрої для експериментального визначення параметрів плівкоутворення на статичних плівкоутворювачах, а саме, принципові схеми експериментальних установок (стендів) для перевірки й уточнення деяких параметрів формування тонких плівок. Стенд № 1 призначений для досліджень локальних витрат рідини та поздовжніх складових швидкостей плівки (швидкостей уздовж течії рідини). Стенд № 2 - для вивчення товщини плівки, починаючи від декількох нанометрів, і характеру формування та переміщення поверхні плівки по плівкоутворювачу. До основних параметрів плівкоутворення на статичних плівкоутворювачах відносяться: ширина розтікання плівки, товщина плівки, в'язкість рідини, поверхневий натяг, густина рідини. Для міряння товщини плівки було застосовано електроконтактний метод. В'язкість робочої рідини мірялася стандартними капілярними віскозиметрами. Коефіцієнт поверхневого натягу перевірявся також за допомогою методу міряння висоти підйому рідини у капілярі відомого діаметра. Цей спосіб вимагає достатньо ретельної підготовки капіляра та надає великий розкид (похибку) вимірюваної величини. Густина досліджуваних рідин міряється набором стандартних ареометрів. Висока ефективність роботи плівкових розпорошувачів значною мірою залежить від перелічених параметрів плівки. В дослідах використовувалися: дистильована та технічна води, содові розчини різної концентрації, розчини гліцерину, пульпи з крейди та суспензій з двоокису титану. Для зміни поверхневого натягу додавалися поверхнево-активні речовини. Рідина витікала на різні підкладинки: з неіржавійної криці, звичайної криці, стопів алюмінію, текстоліту, фторопласту, вініпласту й оргскла. Експериментальні дослідження мають незначну похибку в порівняні з теоретичними показниками. Результати даних досліджень можна використовувати для промислового проектування розпорошувачів рідини.

Розглянуто засоби для відновлення слуху людини у випадках, коли порушення слуху не зачіпають слуховий нерв. Тоді відновлення слуху здійснюється методами тимпанопластики - шляхом заміни (відновлення) барабанної перетинки або ланцюга слухових кісточок. Досліджено імплантати, які виготовлено з біозамінних матеріалів, що дуже різняться за своїми механічними властивостями. Тому для індивідуального підбору осикулярних імплантатів при тимпанопластиці, розроблено фізичну модель імплантатів. На її базі визначено такий важливий параметр імплантатів, як значення їх резонансних частот. Проведено порівняння теоретичних значень резонансних частот імплантатів з експериментальними результатами їх вимірювання за допомогою оригінальної установки.

Знання локальних і середніх товщин плівки на плівкоутворювачі необхідне для вивчення гідродинаміки течії, інтенсивності тепло- та масообмінів. Локальні значення товщини плівки потрібні для з'ясування гідродинамічної структури в конкретних умовах течії, вивчення особливостей динаміки руху тонкого рідинного шару та зміни інтенсивності тепло- та масообмінів у ньому. Локальні товщини плівки залежать від часу та густини зрошення, фізичних властивостей рідини, стану поверхні тощо. Відомо багато різних способів для міряння локальних товщин плівки. Авторами розроблено новий метод і пристрій міряння локальних товщин плівок. У роботі розглянуто методи та пристрої для експериментального визначення товщини плівки на статичному плівкоутворювачі, а також локальних товщин плівки, що витікає з плівкового відцентрового розпорошувача, а саме, принципові схеми експериментальних установок (стендів) для визначення товщини плівки. Стенд № 1 призначено для вивчення товщини плівки, починаючи від декількох нанометрів, і характеру формування та переміщення поверхні плівки по плівкоутворювачу. До основних параметрів плівкоутворення на статичних плівкоутворювачах відносяться: ширина розтікання плівки, товщина плівки, в'язкість рідини, поверхневий натяг, густина рідини. Для міряння товщини плівки застосовувався електроконтактний метод. Стенд N 2 призначено для міряння локальних товщин плівки з плівкоутворювача відцентрового розпорошувача. Результати даних досліджень можна використовувати для промислового проектування розпорошувачів рідини. На обертових лопатях різної геометрії можна здійснити формування струменя рідини у тонку плівку. Сформувавши плівку потрібних параметрів, її можна диспергувати й одержати потрібну дисперсність порошин. Ці факти послугували обгрунтуванням для розробок плівкових розпорошувачів, що обертаються, в різних галузях промисловості.

Основне призначення диспергувальних пристроїв - перетворення суцільного потоку рідини на дисперсну систему, що складається з крапель рідини. Є два способи перетворення струменів рідини в тонкі плівки: гідростатичний (на похилій пластині) та відцентровий (на плівкоутворювачі - лопаті). Процес розпорошення або диспергування загалом здійснюється наступним чином. З плівкоутворювального елемента (пластини або лопаті) рідина у вигляді тонкої пласкої плівки рухається з певною відносною швидкістю у газове середовище, взаємодіючі з яким плівка руйнується, перетворюється в потік крапель - факел розпорошування. Вивченням розпорошувального тепломасообміну займалися багато груп вчених і низка інститутів. Має сенс розглянути питання, якого розміру крапель раціонально прагнути досягти в промислових технологіях за використання тепломасообмінних контактних апаратів розпорошувального типу? Іншими словами, який розмір крапель має давати технічні, енергетичні й інші переваги для найліпшого використання ефекту швидкості зміни поверхні контакту фаз? Основні недоліки дрібнодисперсного розпорошення: проблеми одержання мінімальних розмірів (через великі обороти відцентрових розпорошувачів або великий тиск і малу продуктивність форсункових розпорошувачів); велике енергоспоживання; велика втрата крапель (боротьба з нею - завдання навіть складніше, ніж одержання дрібних крапель); велике випаровування (чим менший діаметер крапель, тим швидше вони випаровуються). Останні може бути корисним ефектом, але іноді й абсолютно неприйнятним для багатьох технологічних процесів. Переваги великодисперсного розпорошення: обладнання для здійснення такого розпорошення достатньо просте; невелика втрата крапель; витрата енергії в багато разів менше, ніж за традиційних способів розпорошення рідин (форсункового, відцентрового та інших).