К.т.н., К. В. Лебединский, А. А. Николотов, Д. И. Ростокин

ЗАО «ВКМ групп», ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет»

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАВИТАЦИОННЫХ ЯВЛЕНИЙ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ

Развитие всех отраслей науки и техники в области энерго- и ресурсосбережения, совершенствования технологий и модернизации оборудования является приоритетным направлением развития научно-технологического комплекса всех стран включая Россию.

Проведенный анализ научно-технической литературы [1-4] показал, что среди перспективных технологий, использование кавитационных процессов имеет значительное развитие, открываются новые принципиальные возможности использования энергии кавитационных потоков, до недавнего времени малоизученных и недостаточно используемых.

Одним из перспективных технических решений является использование системы нагрева на основе эффективного и экономичного способа получения тепла – кавитационного процесса, реализованного в устройстве преобразования механической энергии движения теплоносителя (вода, тосол) в тепловую – термогенераторе (рисунок 1) [5].

Машиностроение – это, прежде всего машины и механизмы, нуждающиеся в качественном изготовлении, техническом обслуживании и ремонте. При производстве и ремонте деталей и узлов на каждой операции необходимо проводить очистку каждой детали.

В связи с этим, перспективно использование комплексной интенсификации процесса очистки за счет использования недорогих и эффективных устройств гидродинамического кавитационного действия [6] (рисунок 2). Принцип действия которых основан на процессах, протекающих в жидких средах (кавитации, повышения температуры среды без дополнительных устройств нагрева, воздействии на физико-химический процесс растворения и химические вещества и т.д.).

Рисунок 2

Кавитационные процессы могут эффективно использоваться для снижения количества содержащейся в нефти серы [7]. Процессы кавитации сопровождается значительным местным ударным воздействием на структуру жидкой среды с давлением более 100 МПа, а температура внутри пузырька может достигать 1500 ˚С. Данные условия вполне могут быть использованы для разрушения молекулярных сернистых соединений в нефтепродуктах, освобождения молекул серы и дальнейшей химической реакцией с водородом и выхода легкоудаляемого газа сероводорода.

Рисунок 3

Рассмотренные примеры использования кавитационных процессов не являются единичными, их применение может решить огромное количество задач в различных отраслях машиностроения и не только.

Литература

1. Пирсол, И. Кавитация / И. Пирсол ; пер. с англ. Ю. Ф. Журавлева ; ред., предисл. и дополн. Л. А. Эпштейна. – М. : Мир, 1975. – 95 с.

2. Федоткин, И. М. Кавитация. Использование кавитации в промышленности (физические эффекты при кавитации, кавитационные аппараты, их использующие) / И. М. Федоткин, И. С. Гулый, Н. И. Шаповалюк. – Киев : Арктур-А, 1998. – 134 с.

3. Franc, J. P. Fundamentals of Cavitation / J. P. Franc, J. M. Michel // Springer, New York. – 2004. – 300 p.

4. Young, F. R. Cavitation. London, U. K. : Imperial Collage Press, 1999. – 418 p.

5. European patent application ЕР № 1 808 651 А2, F24J 3/00. Cavitation thermogenerator and method for heat generation by the cavitation thermormogenerator /Applicant Vortexco Tecnologies Limited P. С 1095, Nicosia (CY); representative Adorno, Silvano et al Societa Italiana Brevetti S. p. A., Via Carducci 8 20123 Milano. MI (IT), priority 17.01.2006.

6. Лебединский, К. В. Совершенствование технологии гидродинамической кавитационной очистки деталей от масляных загрязнений: дис. канд. тех. наук. Пензенский государственный университет, Пенза. – 2012 г.

7. Лебединский, К. В. О возможности разработки автоматизированной очистки нефтепродуктов от серы за счет управления локальным вводом газа-катализатора в зону кавитации / К. В. Лебединский, Н. Е. Курносов / Проблемы автоматизации и управления в технических системах : сб. статей Международной научно-технической конференции. Пенза, 2013 г. Стр. 32-35