ЭФФЕКТ ВОЗДЕЙСТВИЯ КАВИТАЦИОННОЙ ОБЛАСТИ С ГРАНИЦЕЙ РАЗДЕЛА ФАЗ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ПРОЦЕССЫ ГАЗОРАСТВОРЕНИЯ: ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ
NYNSAX
DOI:
https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2024.02.028Аннотация
В статье рассматриваются особенности влияния ультразвуковой кавитационной области на межфазную границу в системе «жидкость‒газ» с целью повышения площади межфазной поверхности для интенсификации массообменных процессов, происходящих в данной системе. В исследовании рассматривался тонкий плёночный слой жидкой фазы, распределённый по поверхности твёрдого тела. Проведённые исследования и анализ позволили установить, что кавитационная зона, порождённая ультразвуковыми колебаниями, способствует возникновению капиллярных волн, что непосредственно приводит к увеличению площади соприкосновения взаимодействующих фаз. Проведена работа по выявлению оптимальных режимов ультразвукового воздействия с целью обеспечения наибольшей площади межфазной поверхности. Выявленные оптимальные режимы ультразвукового облучения в дальнейшем позволят осуществлять физико-химические процессы с участием различных веществ с увеличенной эффективностью. Установлено увеличение площади межфазной поверхности вплоть до 3-х раз при воздействии ультразвука при частоте 60 кГц в зависимости от конкретных условий реализации технологических процессов и характеристик веществ, участвующих в них. Полученные результаты могут быть применены на практике, например, для более эффективного процесса газорастворения. В этом случае такие процессы, как очистка газовых смесей и получение целевых компонентов, имеют высокую эффективность реализации в сравнении с неоптимальными режимами ультразвукового воздействия или вовсе без использования ультразвуковых колебаний для интенсификации указанных выше процессов.
Библиографические ссылки
Физические основы ультразвуковой технологии / под общ. ред. Л.Д. Розенберга. Москва : Наука, 1969. 689 с.
Исида Х. [и др.]. Поведение кавитационного пузыря вблизи твердых границ // Четвертый международный симпозиум по кавитации. США : Калифорнийский технологический институт, 2001. 5 с.
Повышение эффективности ультразвуковой кавитационной обработки вязких и дисперсных сред / В.Н. Хмелёв [и др.]. Бийск, 2011. 102 с.
Рождественский В.В. Кавитация. Ленинград : Судостроение, 1977. 247 с.
Выявление режимов ультразвукового воздействия, обеспечивающих формирование кавитационной области в высоковязких и неньютоновских жидкостях / В.Н. Хмелёв [и др.] // Южно-Сибирский научный вестник. 2014. № 1(5). С. 22–27.
Хмелёв В.Н., Голых Р.Н., Шалунов А.В., Шалунова А.В., Генне Д.В. Выявление оптимальных режимов ультразвукового воздействия для распыления вязких жидкостей путем математического моделирования // Материалы XIII Международной конференции и семинара по микро/нанотехнологиям и электроэро-зионной обработке электронных приборов. Новосибирск : НГТУ. 2012. С. 114–123.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Владимир Николаевич Хмелёв, Роман Николаевич Голых, Сергей Николаевич Цыганок, Денис Сергеевич Абраменко, Александр Романович Барсуков, Вячеслав Дмитриевич Минаков
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.