ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ ОДНОРІДНОГО ПОТОКУ РІДИНИ ВІЛЬНОГО ЗАКРУЧЕНОГО СТРУМЕНЯ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(52)2025.324578Ключові слова:
безкамерне фільтрування, однорідний потік, вільний закручений струмінь, математична модель, експериментАнотація
У безкамерних фільтрувальних установках використовується енергія вільного струменя рідини. Для цього застосовуються всілякі конструкції форсунок, сопел та насадок. Незатопленим вільним струменем рідини називається струмінь рідини, оточений газовим середовищем, зокрема повітряним середовищем. На виході із сопла потік рідини є компактним струменем, який має великий кут розкриття. Геометричні параметри струменя впливають на продуктивність процесу очищення рідини від домішок та масляних забруднень.
Основними параметрами безкамерного фільтрування є: визначення кута розкриття струменя рідини; визначення ефективної відстані для розташування фільтрувальної перегородки від зрізу сопла; вплив кута нахилу сопла до перегородки в горизонтальній площині на продуктивність процесу безкамерного фільтрування; визначення швидкості струменя рідини перед фільтрувальною перегородкою; визначення ефективного часу експлуатації фільтрувальної перегородки і ступеня очищення.
Проведені дослідження показують, що в загальному випадку струмінь рідини може мати три характерні частини: компактний, частково роздроблений і розпорошений. У межах компактної частини зберігається циліндрична форма струменя рідини, причому суцільність руху рідини виявляється не порушеною. У межах частково роздробленої частини струменя рідини суцільність потоку порушується, причому струмінь рідини поступово розширюється. Нарешті, у межах розпорошеної частини струменя відбувається остаточний розпад потоку рідини окремі краплі.
Руйнування компактності струменя рідини протягом другої та третьої ділянок пояснюється її аерацією. Аерація струменя рідини обумовлюється спільним змішуванням між повітряним та водним середовищами. Тому необхідно визначити довжину компактної частини струменя рідини де доцільно встановлювати фільтрувальну перегородку в пристроях для очищення рідини від механічних домішок.
Представлена схема незатопленого вільного струменя рідини і технологічна схема безкамерного фільтрування водних технологічних середовищ. Отримана математична залежність, що дозволяє визначити довжину ділянки суцільного потоку рідини у відкритому середовищі, де доцільно розмістити фільтрувальну перегородку в пристроях для очищення рідини від механічних домішок.
Посилання
Adler J., Jensen B., Wilson D. (2017). Flow pattern and cleaning performance of a stationary liquid jet operating at conditions relevant for industrial tank cleaning. Food and Bioproducts Processing. Vol. 101. 145–156.
Ronald M. Barron А., Balachandar R. (2011). An experimental and numerical study of water jet cleaning process. Journal of Materials Processing Technology. Vol. 211. 610–618.
Hassanzadeh H., Wilson D., Frigaard I., Taghavi S. (2024). Turbulent impingement jet cleaning of thick viscoplastic layers. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. Vol. 330.105–110.
Tuck J., Alberini F., Ward D. (2019). Cleaning of thick films using liquid jets. Energy Procedia. Vol. 161. 93–99.
Shemyakin A.V. (2017). Modern methods of increasing the efficiency of the cleaning process [Sovremennye sposoby povyshenyia еffektyvnosty protsessa ochystky]. International Scientific Journal. Vol. 2. 95–99. [in Ukrainian].
Gordeev A.I., Savitsky Yu.V. (2014). Rheological model of a vibrating hydropulsator [Reolohichna model vibratsiinoho hidropulsatora]. Mechanical engineering. Vol. 1(79). 32–34. [in Ukrainian].
Stary A.R., Gordeev A.I. (2019). Cleaning and washing technology [Tekhnolohiia ochystky ta myiky]. Bulletin of KhNU. Technical Sciences. Vol. 4. 7–14. [in Ukrainian].
Korobochka O.N., Oliinyk L.O., Averyanov V.S. (2009). Installation for filtering liquid [Usta-novka dlia filtruvannia ridyny. Patent Ukrainy na korysnu model № 39634]. Vol. 5. [in Ukrainian].
Sedov L.I. (2014). Mechanics of a continuous medium [Mekhanika sutsilnoho seredovyshcha]. Kyiv: Nedra. [in Ukrainian].
Volokita A.M., Selivanov V.L. (2022). Fundamentals of the Theory of Experimental Design [Osnovy teorii planuvannia eksperymentu. Navchalnyi posibnyk]. Kyiv : KPI. [in Ukrainian].
Adler J., Jensen B., Wilson D. Flow pattern and cleaning performance of a stationary liquid jet operating at conditions relevant for industrial tank cleaning. Food and Bioproducts Processing. 2017. Vol. 101. Р. 145–156.
Ronald M. Barron А., Balachandar R. An experimental and numerical study of water jet cleaning process. 2011. Journal of Materials Processing Technology. Vol. 211. Р. 610–618.
Hassanzadeh H., Wilson D., Frigaard I., Taghavi S. Turbulent impingement jet cleaning of thick viscoplastic layers. 2024. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. Vol. 330. Р. 105–110.
Tuck J., Alberini F., Ward D. Cleaning of thick films using liquid jets. 2019. Energy Procedia. Vol. 161. Р. 93–99.
Шемякин А.В. Современные способы повышения эффективности процесса очистки. Меж-дународный научный журнал. 2017. №. 2. С. 95–99.
Гордєєв А.І., Савицький Ю.В. Реологічна модель вібраційного гідропульсатора. Машинобудування. 2014. №1(79). С. 32–34.
Старий А.Р., Гордєєв А.І. Технологія очищення та мийки. Вісник ХНУ. Технічні науки. 2019. №. 4. С. 7–14.
Коробочка О.М., Олійник Л.О., Авер’янов В.С. Установка для фільтрування рідини. Патент України на корисну модель № 39634 10.03.2009. Бюл. № 5/2009.
Сєдов Л.І. Механіка суцільного середовища. К.: Недра, 2014. 528 с.
Волокита А.М., Селіванов В.Л. Основи теорії планування експерименту. Навчальний посібник. Київ : КПІ, 2022. 41 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
