Scientific Works

ISSN-print: 2073-8730
ISSN-online:
ISO: 26324:2012
Архiви

ВПЛИВ ГІДРОДИНАМІЧНОЇ КАВІТАЦІЇ НА ЗМІНУ ТЕМПЕРАТУРНИХ ПОКАЗНИКІВ ВОДИ

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Леся Юріївна Авдєєва
Е. К. Жукотський
А. А. Макаренко

Анотація

В статті розглянуті питання, пов’язані із виникненням і розвитком явища гідродинамічної кавітації при обробці рідких середовищ. Показана актуальність і можливості практичного використання ефектів, що супроводжують гідродинамічну кавітацію, для інтенсифікації енергоємних процесів у різних галузях промисловості. Проаналізовано механізм інтенсифікуючого впливу дії ефектів кавітації в тепломасообмінних процесах. Описано переваги використання гідродинамічних кавітаторів статичногго типу на прикладі сопла Вентурі. Наведено результати експериментальних досліджень впливу ефектів гідродинамічної кавітації в соплі Вентурі на зміну температурних показників водопровідної води для визначення раціональних гідродинамічних умов проведення процесу обробки. Представлено дані, що характеризують зміни температурних показніків водопровідної води з різною початковою температурою в залежності від тривалості проведення процесу для сопел з різним діаметром горловини. Показано, що збільшення тривалості обробки посилює вплив кавітаційних ефектів на матеріал. Встановлено, що  зменшення діаметру горловини сопла призводить до підвищення температури зразка в результаті його обробки. Найбільші кавітаційні ефекти виникають при діаметрі горловини сопла Вентурі 0,008 м і 0,012 м. Встановлення діафрагми, що перекриває потік на 75% показало додаткове загальне підвищення температури на 3-6 °С, порівняно до отриманих результатів для зразка обробленого в кавітаційному змішувачі без діафрагми. Підвищення температури за рахунок встановлення діафрагми пояснюється посиленням дії кумулятивних ефектів внаслідок гідродинамічної кавітаційної обробки. Аналіз результатів експериментальних досліджень дозволив отримати математичну залежність числа кавітації від швидкості зміни температури за якою можна оцінити ефективність роботи кавітаційного змішувача.   The article deals with issues related to the emergence and development of the phenomenon of hydrodynamic cavitation in the processing of liquid media. The actuality and possibilities of practical use of the effects accompanying hydrodynamic cavitation for the intensification of energy-intensive processes in various industries are shown. The mechanism of intensifying influence of cavitation effects in heat and mass transfer processes is analyzed. The advantages of static type hydrodynamic cavitators using the Venturi nozzle example are described. The results of experimental studies of the influence of the effects of hydrodynamic cavitation in the Venturi nozzle on the change of the temperature indices of tap water for the determination of rational hydrodynamic conditions of the processing process are given. The data describing changes in temperature indices of tap water with different initial temperature are presented, depending on the duration of the process for nozzles with different diameter of the neck. It is shown that increasing the duration of processing enhances the effect of cavitation effects on the material. It was established that the decrease of the diameter of the nozzle's neck leads to an increase in the sample temperature as a result of its treatment. The largest cavitation effects arise at a diameter of the neck of the Venturi nozzle 0,008 m and 0,012 m. The installation of an aperture overlapping the flow by 75% showed an additional total temperature increase of 3-6 ° C, as compared to the results obtained for a sample treated in a cavitation mixer without a diaphragm. The increase in temperature due to the installation of the diaphragm is due to an increase in the effect of cumulative effects due to hydrodynamic cavitation treatment. The analysis of the results of experimental studies allowed to obtain mathematical dependence of the number of cavitation on the rate of change in temperature on which it is possible to estimate the efficiency of the cavitation mixer.
Ключові слова:
гідродинамічна кавітація, інтенсифікація масообмінних процесів, гідродинамічний змішувач статичного типу, сопло Вентурі

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Авдєєва, Л., Жукотський, Е., & Макаренко, А. (2018). ВПЛИВ ГІДРОДИНАМІЧНОЇ КАВІТАЦІЇ НА ЗМІНУ ТЕМПЕРАТУРНИХ ПОКАЗНИКІВ ВОДИ. Scientific Works, 82(1). https://doi.org/10.15673/swonaft.v82i1.1000
Розділ
Статьи
Біографія автора

Леся Юріївна Авдєєва, Інститут технічної теплофізики НАН України, м. Київ

д-р техн. наук, с.н.с.

Посилання

Pernyk A.D. (1966) Problemi kavytatsyy. Moskva: Sudostroenye,. 439.

2. Gogate P.R., Pandit A.B. (2005) A review and assessment of hydrodynamic cavitation as a technology for the future. Ultrasonics Sonochemistry, 12, 21–27.

3. Young F.R. (1999) Cavitation. London: Imperial College Press, 418.

4. Braeutigam P., Franke M., Zhi-Lin Wu, Ondruschka B. (2010) Role of Different Parameters in the Optimization of Hydrodynamic Cavitation. Chem. Eng. Technol., 6, 932–940.

5. Viten'ko T.M. (2009) Hidrodynamichna kavitatsiya u masoobminnykh, khimichnykh i biolohichnykh protsesakh. Ternopil': TDTU im.I.Pulyuya, 220.

6. Fedotkin I.M., Gulyiy I.S. Kavitatsiya, (2000) kavitatsionnaya tehnika i tehnologiya, ih ispolzovanie v promyishlennosti (teoreticheskie osnova proizvodstva, raschetyi i konstruktsiya kavitatsionnyih teplogeneratorov) Chast II. Kiev: AO «OKO», 898.

7. KavItatsIyniy zmIshuvach-reaktor dlya obrobki suspenzIy ta otrimannya koloYidnih sistem: pat. 90264 UkraYina: MPK(2014.01) B01F 5/00, B01F 3/04 (2006.01) # u 201308931; zayavl. 16.07.2013; opubl. 26.05.2014, byul. # 11.

8. Multi-chamber supercavitation reactor: рat. US 2007/0189114 A1 USA, Int. Cl. B01F 5/08, B01J 19/26. № 11/679,665, 27.02.2007; Pub, date 16.08.2007

9. Dolynskyy A.A., Avdeeva L.YU., Zhukotskiy E.K., Makarenko A.A (2014) Vykorystannya kavitatsiynykh tekhnolohiy pry obrobtsi ridkykh heterohennykh system. Scientific Works, Odesa. 45, 2. P.9-13

10. Avdeeva L.YU., Makarenko A.A (2017) Vplyv efektiv hidrodynamichnoyi kavitatsiyi na elektrokhimichni vlastyvosti vody. Scientific Works, Odesa. 81, 1. P.105-110