МЕХАНИЗМЫ ВТОРИЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ
Распыление жидкости является основой различных практических приложениях, таких как производство лекарственных препаратов, косметики, пищевой промышленности и т.д. Чаще всего на практике необходимо получить аэрозоль высокой дисперсностью с достаточно большой производительностью. Однако создание аэроз...
Saved in:
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова
2024-07-01
|
| Series: | Ползуновский вестник |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ojs.altstu.ru/index.php/PolzVest/article/view/554 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1832572779600281600 |
|---|---|
| author | Ольга Борисовна Кудряшова Андрей Викторович Шалунов Сергей Сергеевич Титов Роман Сергеевич Доровских |
| author_facet | Ольга Борисовна Кудряшова Андрей Викторович Шалунов Сергей Сергеевич Титов Роман Сергеевич Доровских |
| author_sort | Ольга Борисовна Кудряшова |
| collection | DOAJ |
| description | Распыление жидкости является основой различных практических приложениях, таких как производство лекарственных препаратов, косметики, пищевой промышленности и т.д. Чаще всего на практике необходимо получить аэрозоль высокой дисперсностью с достаточно большой производительностью. Однако создание аэрозоля с максимальной дисперсностью и высокой производительностью является сложной задачей. Одни методы распыления обладают высокой дисперсностью, но низкой производительностью, а другие обеспечивают достаточную производительность, но генерируют капли больших размеров. Вторичное ультразвуковое распыление может решить эту проблему, позволяя бесконтактно дробить капли или струи с помощью мощного ультразвукового поля. Для этого предварительно генерированный каким-либо способом поток капель или струя жидкости направляется в ультразвуковой излучатель в виде полого цилиндра, в которой создается ультразвуковое поле. При достаточно высокой интенсивности ультразвука реализуются условия для дальнейшего дробления капель или разрушения струй жидкости, и на выходе будут получены капли высокой дисперсности. Производительность такого процесса ограничена лишь скоростью поступления потока жидкости в устройство вторичного распыления. В данной статье рассматриваются возможные механизмы вторичного ультразвукового распыления, предложена математическая модель этого процесса и найдены закономерности процесса в зависимости от определяющих параметров ультразвукового поля и физико-химических свойств жидкости. Предложены следующие возможные механизмы разрушения струй и капель: непосредственное разрушение капель при попадании во фронт ультразвуковой волны; кавитационный механизм разрушения капель и струй. Доминирующий механизм дробления зависит от параметров задачи и, в свою очередь, определяет минимальный размер получающихся капель. Выявлены свободные параметры модели, которые необходимо определить экспериментально. Результаты работы помогут оптимизировать процесс вторичного ультразвукового распыления и совершенствовать технологии распыления жидкости в различных областях применения. |
| format | Article |
| id | doaj-art-f85a35bfffd64a818ee39325d1fa858f |
| institution | Kabale University |
| issn | 2072-8921 |
| language | English |
| publishDate | 2024-07-01 |
| publisher | Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова |
| record_format | Article |
| series | Ползуновский вестник |
| spelling | doaj-art-f85a35bfffd64a818ee39325d1fa858f2025-02-02T07:49:45ZengАлтайский государственный технический университет им. И.И. ПолзуноваПолзуновский вестник2072-89212024-07-01220020710.25712/ASTU.2072-8921.2024.02.026554МЕХАНИЗМЫ ВТОРИЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИОльга Борисовна Кудряшова0https://orcid.org/0000-0002-0404-8736Андрей Викторович Шалунов1https://orcid.org/0000-0002-5299-9931Сергей Сергеевич Титов2Роман Сергеевич Доровских3Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАНБийский технологический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»Бийский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО АлтГТУБийский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО АлтГТУРаспыление жидкости является основой различных практических приложениях, таких как производство лекарственных препаратов, косметики, пищевой промышленности и т.д. Чаще всего на практике необходимо получить аэрозоль высокой дисперсностью с достаточно большой производительностью. Однако создание аэрозоля с максимальной дисперсностью и высокой производительностью является сложной задачей. Одни методы распыления обладают высокой дисперсностью, но низкой производительностью, а другие обеспечивают достаточную производительность, но генерируют капли больших размеров. Вторичное ультразвуковое распыление может решить эту проблему, позволяя бесконтактно дробить капли или струи с помощью мощного ультразвукового поля. Для этого предварительно генерированный каким-либо способом поток капель или струя жидкости направляется в ультразвуковой излучатель в виде полого цилиндра, в которой создается ультразвуковое поле. При достаточно высокой интенсивности ультразвука реализуются условия для дальнейшего дробления капель или разрушения струй жидкости, и на выходе будут получены капли высокой дисперсности. Производительность такого процесса ограничена лишь скоростью поступления потока жидкости в устройство вторичного распыления. В данной статье рассматриваются возможные механизмы вторичного ультразвукового распыления, предложена математическая модель этого процесса и найдены закономерности процесса в зависимости от определяющих параметров ультразвукового поля и физико-химических свойств жидкости. Предложены следующие возможные механизмы разрушения струй и капель: непосредственное разрушение капель при попадании во фронт ультразвуковой волны; кавитационный механизм разрушения капель и струй. Доминирующий механизм дробления зависит от параметров задачи и, в свою очередь, определяет минимальный размер получающихся капель. Выявлены свободные параметры модели, которые необходимо определить экспериментально. Результаты работы помогут оптимизировать процесс вторичного ультразвукового распыления и совершенствовать технологии распыления жидкости в различных областях применения.https://ojs.altstu.ru/index.php/PolzVest/article/view/554распыление, аэрозоль, вторичное распыление, минимальный размер капель, дисперсность, механизм разрушения капель, кавитация, математическая модель |
| spellingShingle | Ольга Борисовна Кудряшова Андрей Викторович Шалунов Сергей Сергеевич Титов Роман Сергеевич Доровских МЕХАНИЗМЫ ВТОРИЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ Ползуновский вестник распыление, аэрозоль, вторичное распыление, минимальный размер капель, дисперсность, механизм разрушения капель, кавитация, математическая модель |
| title | МЕХАНИЗМЫ ВТОРИЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ |
| title_full | МЕХАНИЗМЫ ВТОРИЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ |
| title_fullStr | МЕХАНИЗМЫ ВТОРИЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ |
| title_full_unstemmed | МЕХАНИЗМЫ ВТОРИЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ |
| title_short | МЕХАНИЗМЫ ВТОРИЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ |
| title_sort | механизмы вторичного ультразвукового распыления жидкости |
| topic | распыление, аэрозоль, вторичное распыление, минимальный размер капель, дисперсность, механизм разрушения капель, кавитация, математическая модель |
| url | https://ojs.altstu.ru/index.php/PolzVest/article/view/554 |
| work_keys_str_mv | AT olʹgaborisovnakudrâšova mehanizmyvtoričnogoulʹtrazvukovogoraspyleniâžidkosti AT andrejviktorovičšalunov mehanizmyvtoričnogoulʹtrazvukovogoraspyleniâžidkosti AT sergejsergeevičtitov mehanizmyvtoričnogoulʹtrazvukovogoraspyleniâžidkosti AT romansergeevičdorovskih mehanizmyvtoričnogoulʹtrazvukovogoraspyleniâžidkosti |