независимый исследователь, инженер.

Аннотация:
в статье изложены ответы на вопросы первых оппонентов, возникшие у них после ознакомления со статьей, касающейся достоверности сути гидродинамической очистки жидкости от механических примесей в описаниях некоторых публикаций.

Публикация обзорно-обобщающей статьи [1] предусматривала не только расширение информации о гидродинамической очистке жидкостей от механических примесей, но и возможность начала открытой полемики по данному вопросу. И что-то вроде ее начала состоялось, но, к сожалению, это что-то носит в основном морально-этический, чем научно-технический характер. При этом одни оппоненты уверены в том, что современную молодежь больше интересует стоимость научно-технической информации, как услуги, чем ее достоверность в открытых публикациях. Для большей убедительности они со знанием дела указывают на источники таких услуг в Интернете. Другие же из них возмущены поведением профессорско-преподавательского персонала ВУЗов, третьи сетуют на то, что в советские времена подобных искажений информации не могло быть.

Не являясь специалистом в морально-этическом плане, трудно что-либо полезное сказать оппонентам относительно взглядов современной молодежи на качество публикаций и поведения преподавательского персонала ВУЗов, но тем, кто настаивал на высоком качестве технической информации в советских публикациях, следует обратить внимание на дату (1986 год) и место (Москва, «Надра») публикации работы [2], обсуждаемой в статье [1], и, даже кроме рассматриваемых там, «богатой» и другими различного рода ошибками, приведенными ниже.

Так, в статье [1] по поводу работы [2] мы остановились на том, что если учесть, что условие задержания частички загрязнений жидкости над фильтрующей поверхностью должно быть в виде формулы (2) работы [1], то правые части формул (62) и (63) в работе [2] советских времен должны быть увеличены в 2 раза, последняя из которых может быть представлена в виде уравнения

,

откуда критический диаметр частички должен определяться из условия

,

значение которого значительно отличается от значения, определяемого по формуле (64) в работе [2], причем не в пользу толкований ее автора.

Перейдя в ней к расчету гидродинамического фильтра с неподвижным фильтроэлементом, автор допустил неправильное изложение формулы (68) и предшествующей ей формулы, которые должны быть вида

; ,

то есть в работе [2] в первой из них площадь ячейки () в знаменателе лишняя, а во второй – в числителе отсутствует.

Далее автором не правильно изложены формулы (69) и (70) для определения диаметра конусной части корпуса фильтра на уровне начала и конца длины фильтрующей поверхности фильтроэлемента, которые должны иметь вид

; .

Первое под корнем отношение обеспечивает значительно большие значения упоминаемых диаметров в сравнении со значениями тех же диаметров, определенных по формулам (69) и (70), так как цифра (4) в первом отношении должна быть в числителе, а не в знаменателе.

Требуют корректировки и последние две формулы на странице 178.

Перейдя далее к расчету смываемости частичек загрязнений с ячеистой поверхности фильтроэлемента, автор оставил рисунок 55 без обозначения диаметра (d) частички и неправильно изложил и формулу (75). Причиной неправильного изложения этой формулы является представленная после нее автором неправильная формула для определения площади (А_с) проекции частички, находящейся ниже верхнего уровня ячеистой поверхности фильтроэлемента, в виде

.

С учетом стиля изложения автором работы [2] она должна иметь вид

где: – на рис. 55 площадь сектора с хордой 2с и углом ;

– там же, площадь равнобедренного треугольника с основанием 2с.

После чего формула (75) примет вид

.

И при

формула (81) для определения плеча лобовой силы будет вида

.

После чего и без этих поправок не правильно изложена и формула для определения скорости смывающего частичку потока. Одной из причин является допущенная ошибка в уравнении равновесия частички, где не правильно представлена сила, определяемая выражением (78). И, несмотря на то, что в следующем же уравнении ошибка была исправлена, после подстановки в формулу изложение этой силы ошибочное, так как ее правильное выражение должно быть вида

,

то есть в знаменателе опущена величина (с).

Ошибочно изложена и формула квадрата скорости смывающего потока, вытекающая из уравнения равновесия (80), после подстановки в нее соответствующих величин, так как она должна иметь вид

,

то есть в знаменателе величина в формуле (80) необоснованно выведена за скобки, в которых в последнем слагаемом обозначение () лишено квадрата.

Тогда после подстановок в полученную формулу найденных величин и при получим

,

что значительно отличается от формулы, изложенной автором в работе [2].

После подстановки в эту формулу выражения сложность ее очевидна, поэтому с учетом принятых различного рода допущений и условностей при разработке теории гидродинамической очистки, площадь (А_с) сегмента можно определить по упрощенной формуле работы [3], которая будет выглядеть как

Тогда в этом случае и формулы для определения и будут вида

; .

Для данных условий и при смывающая частичку скорость потока определяется из выражения

Там же и ниже, не правильно изложено и выражение для определения высоты частички, выступающей над поверхностью фильтроэлемента, которое из представленного раньше рисунка 55 должно быть следующего вида; .

Перейдя к расчету фильтра с вращающимся отсасывающим цилиндром и принимая , автор этой же работы предлагает сомнительно изложенную формулу, которая на самом деле должна быть вида

и из которой он далее ошибочно представляет угловую скорость в виде

.

В цифровом исполнении он ее исправляет до правильного вида

и, по его мнению, это соответствует n=74 об/мин.

Но, тщательный расчет показывает, что даже в правильном изложении , а n=23 об/мин, т.е расчет выполнен не правильно.

Далее автор сообщает, что «для регенерации жидкости ν=20 мм²/с был построен фильтр с R=100 мм», а в последствии использует в расчетах значение R=75 мм. К тому же, фильтр не строят, а изготавливают.

Выражена автором сомнительно и формула , вместо .

Вызывает сомнение и формула (83), представленная в виде

Так как обычно масса , то формула (83) должна быть вида

После чего и формула (84) должна выглядеть как

То есть центробежная сила будет примерно в 10 раз меньше, чем предложил автор формулой (84).

Известно так же, что закон Стокса выражается формулой в виде

,

где r=d/2 - радиус
шарика,
откуда формула (85) должна быть вида

.

Это свидетельствует о том, что формула (85) изложена не верно, а значение центробежной скорости в 2 раза автором занижено.

И, подставляя в эту формулу выше найденное правильное выражение центробежной силы, при предложенных автором
и , получим

.

Исходя из того, что в обсуждаемой статье [1] было установлено, что формула (61) в работе [2] должна быть вида

то формула, представленная в работе [2] после формулы (86), должна выглядеть так

.

И, после подстановки в ее правую часть соответствующих выражений, формула (87) должна иметь вид

.

Очевидно, что и формулы (88), (89) и (90) будут иметь иной вид.

Вызывает сомнение и правильность выражения

,

представленное после формулы (93) и в формуле (100). И, если это формула скорости фильтрации, то она должна учитывать коэффициент (k₀) живого сечения фильтрующей поверхности и при этом быть вида

или .

Так как выше ныне установлено, что формула для определения центробежной линейной скорости (u_ц) имеет иной вид, чем предложенный автором, то и формула (99) должна быть иной.

Следует отдать должное одному из оппонентов за то, что, по-видимому, он прочел статью [1] до конца. После чего он остался неудовлетворенным тем, что при анализе в ней сути гидродинамической очистке в фильтре типа «цилиндр в цилиндре», изложенной в публикациях [15,16], говорится об упрощенных или некорректных изложениях терминов продольной скорости жидкости и возможном их неправильном восприятии читателями, но при этом такое утверждение не подкреплено примерами. Поэтому он считает такое заявление голословным. В ответ на это можно сказать, что подтверждением такого заявления, сделанного в статье [1], служит, например диссертация [4], изложенная на правах рукописи и опубликованная в Интернете.

Чтобы убедиться в этом, рассмотрим в этой рукописи только тот эпизод, который касается гидродинамической очистки жидкости в неполнопоточном фильтре. Он изложен в разделе 3 рукописи, во второй половине п. 3.3 которого представлена формула (3.2) вида

,

где, по утверждению автора рукописи,

– скорость основного потока вдоль фильтрующей цилиндрической перегородки диаметром D при расходе Q загрязненной жидкости и выходе Q₁ чистой жидкости (фильтрата) ;

– скорость поперечного потока, то есть скорость фильтрации, через фильтрующую перегородку площадью (F), размером (c) ячейки в свету, коэффициентом (k) ее живого сечения и размером (m) перегородок между ячейками;

d – требуемая тонкость очистки (максимально допустимый диаметр частички в фильтрате);

с – размеры ячейки в свету (ячейка квадратная).

Формула (3.2) в рукописи изложена не верно, так как при размерах (c) ячейки в свету она должна иметь вид

. (1)

То есть, из формулы (1) очевидно, что первое отношение в формуле (3.2) рукописи должно представлять собой отношение скорости фильтрации к продольной скорости потока, причем, на уровне , т.е. центра тяжести частички, над сеткой, а не наоборот, как это имеет место в формуле (3.2) рукописи. При этом ссылка, сделанная автором в тексте рукописи перед формулой (3.2), на работу [102], т.е на работу [2] данной статьи, явно ошибочная, так как в этой работе размер ячейки в свету сетки равен не С, как в рукописи, а 2С, при последнем из которых формула (3.2) должна была бы иметь вид

,

где в работе [102] или работе [2] настоящей статьи.

Об этом подробно сказано в публикации [5].

И так как формула (3.2) в рукописи должна быть вида формулы (1) данной работы, то и формула (3.3) в ней также изложена не верно и, при заверении автора рукописи в том, что

; : ,

представленная в ней формула (3.3) как

,

должна быть вида

. (2)

После чего формула (3.4) рукописи с учетом формулы (2) должна выглядеть как

(3)

и, при отмеченном автором рукописи выражении , формула (3) данной работы примет вид, явно отличающийся от вида в рукописи, а именно

,

откуда формула (3.5) рукописи должна быть вида

. (4)

Но, основная суть изложенного выше замечания к рукописи не в том, что формулы (3.3-3.5) изложены автором в ней не верно. Суть вопроса состоит в том, что и формулы (2-4) данной работы, с точки зрения изложенного в работе [2] принципа гидродинамической очистки, тоже не правомерны. Они всего-навсего демонстрируют не правильный подход автора рукописи к изложению формул (3.3-3.5). А актуальность вопроса в том, что автор рукописи предложил «новизну», суть которой заключается в том, что в формуле (3.3) вместо продольной скорости потока на уровне над поверхностью сетки далее по тексту он представил продольную среднюю скорость потока жидкости в цилиндре отборочного фильтра, которую он изложил выше формулы (3.3) в виде

,

причем, ссылаясь при этом на работу [102], из которой очевидно, что в упоминаемой выше формуле (1) данной работы подразумевается не средняя продольная скорость потока, а продольная скорость потока на уровне (центра тяжести частички) над фильтрующей сеткой фильтра. Эти скорости потока по значению столь не сравнимы, что приравнивать их даже примерно категорически не допустимо, так как никогда они не будут одинаковыми. Поэтому, изложенное автором рукописи следует оценить как явное отрицание известного принципа гидродинамической очистки [102]. Безусловно, подобное отрицание в диссертации или иной научно-технической публикации возможно, причем исключительно в случае, когда автор рукописи или иной публикации не согласен по данному вопросу с автором теории гидродинамической очистки [102]. Причем, в этом случае автор обязан изложить убедительные аргументы своего видения оспариваемого вопроса, чего в данном случае он не сделал.

Можно было бы так же предположить, что в рукописи имеют место технические опечатки. Но, оказывается, что это исключено, так как далее в рукописи автором настоятельно приводится даже пример расчета отборочного гидродинамического фильтра с использованием, на мой взгляд, неправильных и лишенных смысла обсуждаемых формул и «нового» принципа гидродинамической очистки. Кроме того, этот расчет выполнен довольно небрежно и не представляет в данном случае какую-либо ценность для читателя.

Мало того, искажая суть принципа гидродинамической очистки жидкости от твердых загрязнений, автор этой рукописи здесь же порождает новые искаженные толкования, касающиеся этой очистки, например факта внедрения гидродинамического очистителя типа «цилиндр в цилиндре».

Так, в начале раздела 1, он утверждает, что «На Мариупольском металлургическом комбинате им. Ильича прокатный стан 1700 потребляет 24 тыс. м³ в час воды, содержание твердых примесей в которых достигает 11%, ежечасно через насосы проходит 2,5 тонны абразивных материалов в час, т.е. около 60 тонн в сутки. Понятно, что долговечность этих насосов – одна из главных проблем производства».

Очевидно, что в переводе на суточную производительность очистителя это составляет 576 тыс. м³ воды. Но все участники этого внедрения, кроме этого автора, знают, что для этого прокатного стана установлен очиститель технической воды проектной производительностью 1000 м³/час, мощность которого была использована станом всего на 80% по входу. Тогда при непрерывной работе его суточная производительность составляет 19,2 тыс. куб. м воды, что в 30 раз меньше задекларированной автором рукописи [4]. При этом при указанной ее загрязненности через насосы проходит 2 тонны в сутки или 83 кг/час абразивных материалов, то есть тоже в 30 раз меньше.

Автора рукописи не смутил даже тот факт, что на пост советском пространстве нет прокатного цеха, индивидуально использующего 24 тыс. м³/час воды.

Кроме того, автор утверждает, что загрязненность воды при этом составляет 11%, то есть 11 кг/м³ воды, что при производительности 24 тыс. кубов в час составляет 264 тонны в час или 6336 тонн в сутки абразивных материалов. Автор же утверждает, что эти показатели соответственно равны 2,5 и 60 тонн.

Читатель может предположить, что при этом автор имел в виду производительность очистителя, равную 24 тыс. м³ в сутки или 1000 м³/час воды. Тогда это ближе к реалиям, но при этом через насосы проходило бы 11 тонн в час или 264 тонны в сутки абразивных материалов, что тоже не соответствует заявлению автора. Возможно, все сводится к тому, что загрязненность жидкости указана не верно. Но, в других работах на эту же тему автор рукописи и другие авторы как отдельно, так и в соавторстве с ним, настаивают на том, что в этом случае загрязненность оборотной воды все-таки равна 11 г/л, а часовая потребность в ней среднего прокатного стана составляет 20-24 тыс. м³ в час. При этом не указывается, куда деваются неучтенные тонны абразивных материалов.

Следует отметить и мнение одного из оппонентов о достоверности научно-технической информации в публикациях, который уверен, что подобные искажения ее возможны только в публикациях украинских авторов. Безусловно, было бы лучше, если бы этого не допускали все авторы, но диссертация, а конкретнее, ее автореферат [6], является свидетельством того, что мнение этого оппонента ошибочное.

Детально ознакомившись с описанием сути гидродинамической очистки жидкости, предложенной автором работы [6], условно можно предположить, что он не знаком с работой [7] американского автора, который проводил подобные научные исследования с использованием фильтров с вращающимися фильтроэлементами, изготовленными из полиэтиленовых и полипропиленовых труб с порами размерами от 5 до 60 мкм. Но основная суть в том, что схема гидродинамической фильтрации в работе [7] отличается от такой же схемы, представленной автором автореферата [6], которую нельзя признать удовлетворительной, так как исходное положение частички на поверхности фильтроэлемента и по отношению к поре в ней выбрано произвольно, не аргументировано. При этом, векторная диаграмма скоростей, показанная над схемой гидродинамической фильтрации, не терпит критики.

Представленная ниже схемы гидродинамической фильтрации формула центробежной скорости содержит опечатку и должна быть вида

,

т.е. в знаменателе автор вместо диаметра частицы указал пористость фильтрующей поверхности. Это объясняется тем, что она выводится из формулы закона Стокса , где r=х/2 – радиус шарика.

Не удачным является и обозначение пропускной способности фильтра в виде V_м, которое незначительно отличается от обозначения линейной скорости, что затормаживает чтение содержащей ее формулы.

Характерной особенностью этой части автореферата можно признать то, что изложенный в ней принцип гидродинамической очистки жидкости рассматривается не как условие удержания частички загрязнений над поверхностью фильтроэлемента, а как условие углубления ее в пору,

Из последнего следует, что между этими двумя условиями нахождения частички загрязнения в зазоре имеется так же промежуточное условие, при котором она находится в нейтральном положении. А это в свою очередь возможно только при упоминаемом в работе [1] уравновешенном состоянии системы «частичка-ячейка», а для данного случая «частичка-пора». Именно с этой точки зрения предложенную в автореферате схему гидродинамической очистки жидкости следует признать произвольной.

В связи с этим утверждение автора о том, что «Частицы загрязнений малых размеров (х<d_п), попавшие в пору фильтрующего материала, могут пройти через нее, если под действием вектора результирующей скорости окажется (как минимум) в поровом пространстве на глубине, соответствующей не менее d_r /2 », а также с учетом подчеркнутого ним выражения «как минимум» и d_r /2=х/2, является сомнительным, так как от этого положения частицы до упоминаемого промежуточного выше положения имеется ряд таких же возможностей. Условие d_r/2, равное х/2, предположительно принято здесь потому, что глубина погружения частицы может определяться только величинами (x) и (l), но не (d). То есть, автор возможно имел в виду углубление частицы на величину х/2.

В связи с этим остаются загадкой основания для включения в знаменатель правой части формулы (8) величины (d_п /2), так как при положении частички в начале размера (d_п) поры формула (8) имела бы выражение

.

Тогда и формулы (9) и (10) имели бы иное значение. Но это лирика.

Но, на мой взгляд, основная ошибка в этой части автореферата состоит именно в том, что автор выбрал не правильную схему гидродинамической фильтрации, о чем свидетельствуют результаты анализа ряда работ на эту тему в публикации [1]. Кроме того, с теоретической точки зрения вывод формулы (8), определяющей условия гидродинамической фильтрации жидкости в фильтре именно с вращающимся фильтроэлементом, без учета при этом центробежных сил является безосновательным, слишком упрощенным. И к чему это приводит отмечалось в работе [1].

Достаточно подробно, хоть и с изложенными выше ошибками, описаны условия очистки жидкости от механических примесей в фильтре с вращающимся отсасывающим цилиндром в работе [2], с учетом чего более целесообразным следует считать, что и для условий автореферата [6] частичка загрязнения будет находиться в уравновешенном состоянии, если

и при
частичка будет удерживаться на поверхности фильтроэлемента, а при
частичка будет углубляться в пору.

В связи с этим нет оснований считать, что изложенное в этом плане в автореферате [6], является правильным или новым.

Таким образом, очевидно, что если в ходе дискуссии появляются вопросы, касающиеся конкретно ее темы, то проблемы с их уяснением не возникают. Очевидно и то, что отзывы оппонентов носят эмоциональный характер, по-видимому, обусловленный тем, что публикации, подобные статье [1], исчисляются пока единицами, Есть надежда, что появление Интернета расширит этот список.

Присоединяясь к авторам публикаций, которые не претендуют на исключительность излагаемого ими материала, все же хочется узнать мнение читателей по поводу статьи [1] не эмоционального, а технического характера, представленного на общее обозрения в виде статьи или замечаний, а так же поблагодарить первых оппонентов за проявленный ними интерес к упоминаемой статье.

Библиографический список

1. Бондаренко В.П. О достоверности сути гидродинамической очистки жидкости в некоторых публикациях.// Современные научные исследования и инновации – Февраль, 2012. [Электронный ресурс]. URL:

https://web.snauka.ru/issues/2012/02/9199

2. Финкельштейн З.Л. «Применение и очистка рабочих жидкостей для горных машин» / З.Л. Финкельштейн. – М. : Недра, 1986. – 233 с.

3. Выгодский М.Я. Справочник по элементарной математике / Выгодский М.Я. – М.: Наука, 1973. – С. 297.

4. Бойко Н.З. «Совершенствование очистителей рабочих жидкостей насосов с использованием гидроэлектрических технологи» [Электронный ресурс] / диссертация кандидата технических наук. – Режим доступа:
http://www.essuir.sumdu.edu.ua/ bitstream/123456789/15881/1/735d.doc

5. Бондаренко В.П. Замечания к статье «Методика расчета гидродинамических неполнопоточных фильтров», опубл. в журнале Вісник СумДУ, № 20. – С.15-19. / В.П. Бондаренко // Вісник СумДУ, Серія «Технічні науки», № 4, 2011. – С.202-205.

6. Обоянцев О,Ю. Разработка средств контроля и повышения надежности гидросистем дорожных и строительных машин. [Электронный ресурс] / Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Томск, 2004. http://lib.tsuab.ru/DISS/DOS/04_Oboyancev.doc

7. Патент № 4810389 США. Журнал «Изобретения стран мира», № 34, 1989. – С.74. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://
www.google.com/patents.