ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО ГИДРОУДАРНО-КАВИТАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА

Мещеряков Иван Валерьевич

Библиографическая ссылка на статью:
Мещеряков И.В. Область применения и принцип действия многоступенчатого гидроударно-кавитационного устройства // Современная техника и технологии. 2012. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2012/04/569 (дата обращения: 02.10.2017).

Многоступенчатое гидроударно-кавитационное устройство (МГКУ) предназначено для активации материалов в процессе их смешивания, измельчения и гомогенизации. Устройство можно применять для обработки материалов горноперерабатывающей, химической, нефтяной и других отраслей промышленности.

МГКУ представлено на рис. 1. Устройство содержит входной патрубок 1 и выходной патрубок 2, корпус 3, внутри которого установлены роторы 4, 5, 6, 7 и статоры 9 четырёх ступеней, крышка 10, вал 11 и электропривод 13. Роторы, статоры и направляющие воронки 8 представляют собой ступени, содержащие колёсные пары «статор-ротор» со щелями в боковых стенках и рабочими камерами ступеней 12.

Рисунок 1 – Многоступенчатое гидроударно-кавитационное устройство

Ротор представляет собой полый цилиндр с рядом радиальных, равномерно расположенных по поверхности щелями и направляющими, служащими для разгона жидкой составляющей. Статор выполнен в виде цилиндрического стакана и так же имеет ряд щелей. Количество щелей в роторах и статорах ступени одинаково и направлено на создание гидроударных импульсов различной силы, вызываемых перепадами давлений при периодическом перекрывании щелей ротора и статора.

Обрабатываемый материал через входной патрубок поступает в МГКУ. В процессе его прохождения через ступень устройства он разгоняется в направлении щелей ротора. В момент перекрытия этих щелей кольцом статора движение потока резко снижается, происхо­дит гидравлический удар, сжимающие усилия через жидкость передаются на частицы твёрдых веществ, деформируя их. В момент совмещения щелей ротора и статора нагрузка с частицы снимается, и она испытывает деформацию растяжения. Далее при выходе из щели ротора в щель статора материал попадает в поле кавитационных импульсов, образованных расширением канала потока в рабочей камере МГКУ. Под воздействием схлопывающихся пузырьков жидкости разрушаемая частица получает дополнительное разруше­ние от знакопеременных нагрузок. Большая суммарная поверхность кавитационных пузырьков обеспечивает интенсивный диффузионный обмен между жидкой и газовой фазами, в результате чего происходит ускорение активирующих реакций. Далее через выходной патрубок обработанный продукт поступает в технологический процесс производства.

На эффективное разрушение частицы в устройстве так же оказывает влияния такой параметр, как резонансное разрушения частицы при нескольких последовательных гидроударных импульсах. Такие импульсы совпадают с частотой собственных колебаний частицы, что приводит к возникновению эффекта резонанса, который положительно влияет на процесс разрушения частицы.

Эффективная работа МГКУ определяется многими параметрами: числом, формой и размером щелей в статоре и роторе, пропускной способности ступени, частотой вращения ротора, исходным размером поступающей на обработку частицы, давлением в рабочей камере, силой гидроудара, интенсивностью диффузионного обмена между воздушной и жидкой средами, степенью кавитацинного воздействия, достаточностью импульсов для резонансного разрушения частицы, частотами на разряжение в статоре и на сжатие в роторе.

В зависимости от требуемого гранулометрического состава суспензии подбирается число ступеней устройства и частотные характеристики каждой из них. Для создания эффективного процесса обработки материала в МГКУ предусматривается такая последовательность конструктивно различных ступеней, которая позволяет получать высокодисперсные, активированные однородные системы.


Библиографический список
  1. Соколов В.И. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. М.: Машиностроение, 1983.
  2. Червяков В.М., Однолько В.Г. Использование гидродинамических и кавитационных явлений в роторных аппаратах. – М.: Машиностроение, 2008. – 116 с.


Все статьи автора «Мещеряков Иван Валерьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: