АНАЛІТИЧНИЙ АНАЛІЗ ДИНАМІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ВІБРАЦІЙНОЇ МАШИНИ ДЛЯ ЗНЕЗАРАЖУВАННЯ ТА ЗМІНИ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВОДИ

Abstract

За останній період з’явився новий напрямок створення вібраційного обладнання для оброблення води кавітаційним процесом, який забезпечує надання воді нових властивостей та її знезараження [1,2]. Однак їм притаманні деякі недоліки – незначний час одноразового перебування рідини у стані виникнення кавітаційної зони. У Хмельницькому національному університеті створено ряд вібраційних машин для кавітаційного оброблення води з метою знезаражування та зміни її властивостей [3-5], які побудовані на основі багаторазового впливу на рідину у кавітаційній зоні. Тому проектування та розроблення нових конструкцій технологічного вібраційного обладнання і зумовлюють актуальність поставленого завдання. Для побудови аналітичної моделі робочого органу вібраційної машини розроблена його принципова схема, яка представлена на рис.1. Для дослідження динаміки роботи вібраційної машини і аналізу впливу режимів роботи приводу та конструктивних параметрів на ефективність процесу знезаражування і зміні властивостей води запропоновано наступну систему диференційних рівнянь: де – сила, що діє на шток робочого органу; m – маса рідини, яка отримає коливальний рух; Dп – діаметр поршня; S2 – площа насадка; S1 – площа поршня; Ап – амплітуда коливання поршня; Ан – амплітуда коливання рідини у насадку; Pmax – максимальний тиск у поршневій камері; kx – демпфуюча здатність поршня з отворами; Cx – жорсткість пружного середовища рідини з пухирцями з урахуванням пружності циліндра. При аналізі динамічної моделі використано наступні припущення: при коливаннях рідини діє закон нерозривності рідини (відсутній її розрив – кавітація), вплив температури на рідину не враховується, ураховується кількість вмісту розчиненого повітря. В дослідженнях будемо визначати миттєвий максимальний тиск Рmax у камері при ході поршня униз. З рівняння системи (1) згідно закону нерозривності рідини можна записати наступну залежність: