RU2547508C1 - Method for ultrasonic cavitational processing of liquid media and objects located in medium - Google Patents

Method for ultrasonic cavitational processing of liquid media and objects located in medium Download PDF

Info

Publication number
RU2547508C1
RU2547508C1 RU2013154319/05A RU2013154319A RU2547508C1 RU 2547508 C1 RU2547508 C1 RU 2547508C1 RU 2013154319/05 A RU2013154319/05 A RU 2013154319/05A RU 2013154319 A RU2013154319 A RU 2013154319A RU 2547508 C1 RU2547508 C1 RU 2547508C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oscillations
frequency
parametric
oscillation
frequencies
Prior art date
Application number
RU2013154319/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Геталов
Original Assignee
Андрей Александрович Геталов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Александрович Геталов filed Critical Андрей Александрович Геталов
Priority to RU2013154319/05A priority Critical patent/RU2547508C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2547508C1 publication Critical patent/RU2547508C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: method includes placing liquid media and objects located in a medium inside a mechanical oscillatory channel system, having a natural oscillation frequency, in which parametric resonances are excited or parametric excitation of self-oscillation is performed, setting as the cavitational processing efficiency criterion the oscillation amplitude of the channel system, determining optimum frequency of oscillation frequency of power exciters with experimentally predetermined natural and parametric oscillation frequencies.
EFFECT: shorter processing time, higher power of acoustic waves and higher efficiency of cavitational processing of liquid media and objects located in the media.
12 dwg

Description

Изобретение относится к области кавитационной обработки жидких сред а также сред, где удельное содержание воды или иной жидкой фазы превышает ~40-50% от общей массы, обработке предметов, находящихся в обрабатываемой жидкой среде. Акустическая ультразвуковая кавитация эффективно применяется в целом ряде областей хозяйства, где реализуются следующие технологические процессы /1-6/:The invention relates to the field of cavitation treatment of liquid media as well as environments where the specific content of water or another liquid phase exceeds ~ 40-50% of the total mass, the processing of objects in a processed liquid medium. Acoustic ultrasonic cavitation is effectively used in a number of areas of the economy, where the following processes are implemented / 1-6 /:

- диспергирование;- dispersion;

- гомогенизация и эмульгирование;- homogenization and emulsification;

- смешивание;- mixing;

- дезинтеграция;- disintegration;

- деагломерация.- deagglomeration.

На практике это охватывает процессы получения многокомпонентных сред (эмульсий, суспензий, водных растворов и систем), ультразвуковой стерилизации (обеззараживание) воды, молока, других продуктов, очистки инструмента и медицинских принадлежностей и т.д.In practice, this covers the processes of obtaining multicomponent media (emulsions, suspensions, aqueous solutions and systems), ultrasonic sterilization (disinfection) of water, milk, other products, cleaning tools and medical supplies, etc.

Способ обработки жидких сред, который реализован в схеме ультразвукового реактора, может быть принят за прототип /1/. Он заключается в том, что ультразвуковую волну в объеме жидкости создают с помощью стержневого излучателя, на торце которого расположен источник колебаний, как правило, пьезоэлекрический излучатель.The method of processing liquid media, which is implemented in the scheme of an ultrasonic reactor, can be taken as a prototype / 1 /. It consists in the fact that an ultrasonic wave is created in the volume of a liquid using a rod emitter, at the end of which there is a source of oscillations, as a rule, a piezoelectric emitter.

Существует много вариантов расчетов формы стержневого излучателя и возможности крепления на его торце нескольких пьезоизлучателей, но все они направлены на увеличение амплитуды колебаний стержня на нижнем торце и на боковых стенках /8/.There are many options for calculating the shape of the rod emitter and the possibility of attaching several piezoelectric emitters at its end, but all of them are aimed at increasing the amplitude of the oscillations of the rod at the lower end and on the side walls / 8 /.

Это связано с тем, что зона развитой кавитации на практике измеряется размерами в несколько сантиметров от поверхности колебаний. Поэтому донная часть стержня считается самой эффективной зоной, так как между плоским торцом излучателя и плоским дном формируется стоячая волна в обрабатываемой жидкости. При этом отмечается, что диаметр торца трудно сделать в размерах больше 50-70 мм. Излучение с цилиндрической поверхности стержня имеет существенно меньшую амплитуду колебаний и цилиндрическую расходимость. С учетом отраженных акустических волн от стенок внешнего цилиндра-стакана можно оценить, что оптимального режима стабильной стоячей плоской когерентной ультразвуковой волны в обрабатываемой жидкой среде, по аналогии с незначительной областью между торцом излучателя и дном цилиндра-стакана, получить практически невозможно.This is due to the fact that the developed cavitation zone in practice is measured by the dimensions of several centimeters from the surface of the oscillations. Therefore, the bottom of the rod is considered the most effective zone, since a standing wave is formed in the processed fluid between the flat end of the emitter and the flat bottom. It is noted that the diameter of the end face is difficult to make in sizes larger than 50-70 mm. Radiation from the cylindrical surface of the rod has a significantly lower amplitude of oscillations and a cylindrical divergence. Taking into account the reflected acoustic waves from the walls of the outer cylinder-glass, it can be estimated that it is practically impossible to obtain the optimal regime of a stable standing plane coherent ultrasonic wave in the processed liquid medium, by analogy with the insignificant region between the end of the emitter and the bottom of the cylinder-glass.

Сложная картина проходящих и отраженных ультразвуковых волн в среде, отсутствие когерентности волны и концентрации энергии на одной частоте приводит к тому, что получить эмульсии с размером дисперсной фазы менее 1,0 мкм практически невозможно, уровень гомогенности не превышает 15%- 20% на основной моде. При этом объем обрабатываемой жидкости ограничен.The complex picture of transmitted and reflected ultrasonic waves in the medium, the absence of wave coherence and energy concentration at one frequency leads to the fact that it is practically impossible to obtain emulsions with a dispersed phase size of less than 1.0 μm, the homogeneity level does not exceed 15% - 20% in the main mode . Moreover, the volume of the processed fluid is limited.

Другой, альтернативный способ ультразвуковой кавитационной обработки жидких сред реализован в роторно-пульсационных гомогенизаторах /2/.Another alternative method of ultrasonic cavitation treatment of liquid media is implemented in rotary-pulsating homogenizers / 2 /.

В камере озвучивания, за счет периодически возникающих знакопеременных движений жидкости из вращающейся системы статор-ротор, возникает ультразвуковая волна с кавитационными эффектами. Это промежуточный вариант между акустической и гидродинамической кавитацией. Такие гомогенизаторы получили в настоящее время наибольшее распространение. Они достаточно просты, позволяют обрабатывать большие объемы жидкости, существенно дешевле, чем ультразвуковые аналоги. Хорошие скоростные гомогенизаторы позволяют делать эмульсии с размером дисперсной фазы ~1,5 мкм на основной моде, уровень гомогенности не превышает 10-15%. Тем не менее и этот способ имеет ряд принципиальных ограничений.In the sounding chamber, due to periodically occurring alternating motions of the fluid from the rotating stator-rotor system, an ultrasonic wave with cavitation effects occurs. This is an intermediate option between acoustic and hydrodynamic cavitation. Such homogenizers are currently most widely used. They are quite simple, allow you to process large volumes of liquid, much cheaper than ultrasonic counterparts. Good high-speed homogenizers allow emulsions with a dispersed phase size of ~ 1.5 μm in the main mode, the level of homogeneity does not exceed 10-15%. Nevertheless, this method also has a number of fundamental limitations.

Это связано с низким кпд электромеханических систем (до 10%), что ограничивает мощность ультразвуковой волны до 1,5-2 Вт/см2, не позволяет работать с вязкими средами, с обработкой статических объемов жидкости (в объеме статор-ротор), суспензий, содержащих твердые включения и целый ряд других принципиальных ограничений.This is due to the low efficiency of electromechanical systems (up to 10%), which limits the power of the ultrasonic wave to 1.5-2 W / cm 2 , does not allow working with viscous media, with the processing of static volumes of liquid (in the stator-rotor volume), suspensions containing solid inclusions and a number of other fundamental limitations.

Наиболее близким по сути является способ получения эмульсионного косметического средства по патенту №2422129 от 27.05.2009 г.The closest in essence is a method of obtaining an emulsion cosmetic product according to patent No. 2422129 of 05/27/2009.

Принципиальным отличием данного способа от других является использование для возбуждения акустической волны в жидких средах резонансных свойств механической колебательной системы-канала, имеющего собственную частоту колебаний. Наиболее широко применяются вибрационные каналы прямоугольного профиля, для которых могут быть определены собственные частоты колебаний. Эти решения известны /7-10/ и зависят от многих параметров: толщины стенки системы-канала (режимы прогиба - пластины, гибкие пластины, мембраны), амплитуды, условий колебаний (демпфирование), граничных условий закрепления, характеристик материала и ряда других параметров. Амплитуды прогибов носят существенно нелинейный характер от силы воздействия /9, 10, 13/. Это ограничивает амплитуду вынужденных колебаний, которую, как правило, выбирают близкой или равной первой собственной частоте колебаний. На Фиг. 1. представлена типовая резонансная характеристика мембраны, имеющая собственную частоту ~23,5 кГц. Вынужденные колебания создаются на этой же частоте с помощью пьезоэлектрического возбудителя. Видно, что резонансная характеристика несимметрична в правую сторону(сторону больших частот). Это прямое следствие нелинейности вынужденных колебаний /9, стр. 143/, когда скелетная линия имеет жесткий характер, то есть при увеличении прогиба частота уходит в сторону больших частот от резонанса. Дальнейшее увеличение мощности силовых возбудителей на резонансной частоте крайне неэффективно и энергозатратно.The principal difference of this method from others is the use of the resonant properties of a mechanical oscillatory system-channel with its own oscillation frequency to excite an acoustic wave in liquid media. The most widely used are vibration channels of a rectangular profile, for which natural vibration frequencies can be determined. These solutions are known / 7-10 / and depend on many parameters: the wall thickness of the channel system (deflection modes — plates, flexible plates, membranes), amplitudes, vibration conditions (damping), boundary fixing conditions, material characteristics, and a number of other parameters. The amplitude of the deflections are essentially nonlinear in nature from the force of impact / 9, 10, 13 /. This limits the amplitude of the forced oscillations, which, as a rule, is chosen close to or equal to the first natural frequency of the oscillations. In FIG. 1. presents a typical resonant characteristic of a membrane having a natural frequency of ~ 23.5 kHz. Forced oscillations are created at the same frequency using a piezoelectric pathogen. It can be seen that the resonance characteristic is asymmetric to the right side (the side of high frequencies). This is a direct consequence of the nonlinearity of the forced vibrations / 9, p. 143 /, when the skeletal line has a hard character, that is, with an increase in the deflection, the frequency moves away from the resonance towards higher frequencies. A further increase in the power of power exciters at the resonant frequency is extremely inefficient and energy-intensive.

Это принципиальное ограничение по росту амплитуды колебаний механической колебательной системы-канала, что ограничивает амплитуду акустической волны в жидкой среде /3, 4/ и соответственно эффективность кавитационной обработки жидких сред и расположенных в среде объектов.This is a fundamental restriction on the increase in the amplitude of oscillations of a mechanical oscillatory system-channel, which limits the amplitude of an acoustic wave in a liquid medium / 3, 4 / and, accordingly, the efficiency of cavitation processing of liquid media and objects located in the medium.

Целью изобретения является повышение эффективности (снижение времени обработки и увеличение мощности акустической волны) кавитационного воздействия на обрабатываемую жидкую среду и расположенные в среде объекты без увеличения мощности силовых ультразвуковых возбудителей.The aim of the invention is to increase the efficiency (decrease in processing time and increase the power of the acoustic wave) of cavitation effects on the processed liquid medium and objects located in the medium without increasing the power of power ultrasonic pathogens.

Данная цель достигается тем, что в механической колебательной системе-канале с жидкой средой и объектами реализуется режим либо с дополнительными параметрическими резонансами, либо осуществляется параметрическое возбуждение автоколебаний /11, 12/. В системах с бесконечным числом степеней свободы, к которым относятся пластины и мембраны, при определенных частотах и величине амплитуды динамического прогиба могут быть реализованы режимы вынужденных колебаний (линейных и нелинейных), вынужденных колебаний с дополнительными параметрическими резонансами, либо автоколебаний /9, 12/. В последнем случае энергию для поддержания автоколебаний доставляет внешний силовой возбудитель ультразвуковых колебаний /9, стр. 175/. Идеальный случай - это частота автоколебаний близка или равна частоте вынужденных колебаний, которые в свою очередь близки к первой гармонике собственных колебаний мембраны (пластины). В первую очередь должны рассматриваться мембраны, поскольку из-за малой изгибной жесткости, их первая частота собственных колебаний (при практически значимых размерах) лежит в диапазоне ультразвуковых колебаний, то есть выше ~20 кГц. Первая гармоника собственных колебаний более жестких на изгиб пластин лежит в гораздо более низком диапазоне частот (до ~1 кГц).This goal is achieved by the fact that in a mechanical oscillatory system-channel with a liquid medium and objects, either a mode with additional parametric resonances is realized, or parametric excitation of self-oscillations is realized / 11, 12 /. In systems with an infinite number of degrees of freedom, which include plates and membranes, at certain frequencies and magnitude of the dynamic deflection amplitude, the modes of forced oscillations (linear and nonlinear), forced oscillations with additional parametric resonances, or self-oscillations / 9, 12 / can be realized. In the latter case, the external force exciter of ultrasonic vibrations / 9, p. 175 / delivers energy to maintain self-oscillations. The ideal case is that the self-oscillation frequency is close to or equal to the frequency of the forced vibrations, which in turn are close to the first harmonic of the membrane’s own vibrations (plates). First of all, membranes should be considered, because due to the low bending stiffness, their first frequency of natural vibrations (at practically significant sizes) lies in the range of ultrasonic vibrations, that is, above ~ 20 kHz. The first harmonic of the natural oscillations of the stiffer bending plates lies in a much lower frequency range (up to ~ 1 kHz).

В основе данного способа, для увеличения амплитуды колебаний системы-канала, лежит принцип получения максимальной восстанавливающей силы (силы упругости) колебательной системы на резонансных частотах. Условие резонанса позволяет минимизировать подводимую к колебательной системе энергию. Известно /9, 13/, что параметрические резонансы генерирует сама, в нашем случае, механическая колебательная система-канал вследствие периодического изменения своих некоторых параметров. Из всех параметров упругой колебательной системы (масса и силы инерции, демпфирование, упругость) существенно нелинейными могут быть две - это демпфирование и упругость. Масса для рассматриваемых конструкций каналов - величина практически постоянная. Нелинейные характеристики системы приводят к эффекту перекачивания энергии между гармониками с разными частотами.The basis of this method, to increase the amplitude of the oscillations of the channel system, is the principle of obtaining the maximum restoring force (elastic force) of the oscillatory system at resonant frequencies. The resonance condition minimizes the energy supplied to the oscillatory system. It is known / 9, 13 / that parametric resonances generate itself, in our case, a mechanical oscillatory system-channel due to periodic changes in its certain parameters. Of all the parameters of an elastic vibrational system (mass and inertial forces, damping, elasticity), two can be essentially nonlinear - this is damping and elasticity. The mass for the considered channel structures is a practically constant value. Non-linear characteristics of the system lead to the effect of pumping energy between harmonics with different frequencies.

Для реализации данного способа необходимо определить частоты параметрического резонанса и резонансной частоты автоколебаний системы-канала и, исходя из этих значений, подобрать частоты колебаний силовых возбудителей.To implement this method, it is necessary to determine the frequencies of the parametric resonance and the resonance frequency of the self-oscillations of the channel system and, based on these values, select the vibration frequencies of the power pathogens.

Определение частоты параметрического резонанса и частоты автоколебаний возможно с помощью теоретических расчетов и численными методами. Однако для проведения вычислений нужны адекватные зависимости нелинейного жидкостного демпфирования и нелинейной упругости. Получение таких зависимостей само по себе является очень сложной и трудоемкой задачей.The determination of the frequency of parametric resonance and the frequency of self-oscillations is possible using theoretical calculations and numerical methods. However, to perform the calculations, adequate dependences of nonlinear liquid damping and nonlinear elasticity are needed. Obtaining such dependencies in itself is a very complex and time-consuming task.

Алгоритм реализации данного способа включает 2 этапа.The implementation algorithm of this method includes 2 stages.

На первом этапе осуществляется предварительная оценка частот колебаний. Как отмечалось выше, максимальная амплитуда колебаний должна быть близка к первой гармонике колебаний мембраны.At the first stage, a preliminary assessment of the vibration frequencies is carried out. As noted above, the maximum vibration amplitude should be close to the first harmonic of the membrane vibrations.

Определение частоты первой гармоники колебаний мембраны может быть выполнено по соотношению /7/:The determination of the frequency of the first harmonic of the membrane vibrations can be performed by the ratio / 7 /:

Figure 00000001
Figure 00000001

где с - скорость распространения упругих волн;where c is the propagation velocity of elastic waves;

kx, ky - волновые числа, значения которых определяются граничными условиями;k x , k y are wave numbers whose values are determined by the boundary conditions;

Lx, - длина стороны пластинки, направленной вдоль оси Ох;L x , is the length of the side of the plate directed along the axis Ox;

Ly - длина стороны пластинки, направленной вдоль оси Oy;L y is the length of the side of the plate directed along the axis Oy;

jx, jy - целое число, равное 1 для первой гармоники колебаний.j x , j y is an integer equal to 1 for the first harmonic of the oscillations.

В приведенной зависимости присутствуют, в том числе, линейные размеры поверхности прямоугольной мембраны. Простые расчеты показывают, что для случая Ly>>Lx (бесконечно длинная мембрана) мы получим частоту, равную отношению скорости С упругих волн к половине длины волны на поверхности мембраны. То есть образуется стоячая волна с частотой, определяемой размером Lx (ширина мембраны). При соотношении Ly/Lx=2-5 (мембрана конечной длина) будет наблюдаться усиление влияния границы второй стороны и рост частоты. На Фиг. 2 представлен типовой спектр колебаний системы- канала прямоугольного сечения, у которого сторона имеет размер в плане 0,30-0,10 м. Частота вынужденных колебаний составляет 35,17 кГц, что выше первой гармоники колебаний для мембраны с указанными размерами (в плане 0,30-0,10 м), которая равна 30,2 кГц (разница ~15%).The above dependence contains, including linear dimensions of the surface of a rectangular membrane. Simple calculations show that for the case L y >> L x (an infinitely long membrane), we obtain a frequency equal to the ratio of the elastic velocity C to half the wavelength on the membrane surface. That is, a standing wave is formed with a frequency determined by the size L x (membrane width). When the ratio L y / L x = 2-5 (the membrane is a finite length), an increase in the influence of the boundary of the second side and an increase in frequency will be observed. In FIG. Figure 2 shows a typical vibration spectrum of a channel system of a rectangular section, in which the side has a size in the plan of 0.30-0.10 m. The frequency of the forced oscillations is 35.17 kHz, which is higher than the first harmonic of vibrations for a membrane with the indicated dimensions (in plan 0 , 30-0.10 m), which is equal to 30.2 kHz (difference ~ 15%).

Каналы изготовлены из нержавеюшей стали AISI 316 (аналог 12X10HT), имеющей скорость продольных волн ~5800 м/с, жидкая среда-вода с добавлением масла (~20%).The channels are made of stainless steel AISI 316 (analog 12X10HT), with a longitudinal wave velocity of ~ 5800 m / s, liquid medium-water with the addition of oil (~ 20%).

Анализ типового спектра показывает, что помимо частоты вынужденных колебаний присутствуют гармоники ~18 кГц и ~53 кГц, то есть получается ряд кратных частот с шагом ~17-18 кГц и первая гармоника в 2 раза ниже частоты вынужденных колебаний.An analysis of a typical spectrum shows that in addition to the frequency of forced oscillations, there are harmonics of ~ 18 kHz and ~ 53 kHz, that is, a series of multiple frequencies with a step of ~ 17-18 kHz and the first harmonic are 2 times lower than the frequency of the forced oscillations are obtained.

Это позволяет сделать вывод о том, что реализуется режим параметрических колебаний.This allows us to conclude that the regime of parametric oscillations is realized.

Энергия колебаний на всех гармониках близка между собой.The vibrational energy at all harmonics is close to each other.

Проведя сопоставление выявленных параметрических частот с характерными размерами, соответствующими данным частотам (разделив скорость распространения упругих волн на частоту), получим, что первая параметрическая гармоника 18 кГц соответствует характерному размеру 0,32 м, а гармоника 53 кГц характерному размеру 0,11 м.After comparing the identified parametric frequencies with characteristic sizes corresponding to these frequencies (dividing the propagation speed of elastic waves by frequency), we find that the first parametric harmonic of 18 kHz corresponds to a characteristic size of 0.32 m, and the harmonic 53 kHz to a characteristic size of 0.11 m.

Эти величины близки к размерам в плане (0,30-0,10 м) стороны канала, на поверхности которых возбуждаются ультразвуковые волны. То есть параметрические частоты связаны с линейными размерами мембраны так, что по длине и ширине мембраны образованы стоячие волны с длиной волны, равной 1 (или четное количество полуволи, равное 2).These values are close to the dimensions in the plan (0.30-0.10 m) of the channel side, on the surface of which ultrasonic waves are excited. That is, the parametric frequencies are associated with the linear dimensions of the membrane so that standing waves with a wavelength of 1 (or an even number of half-waves equal to 2) are formed along the length and width of the membrane.

На Фиг. 3 показана промышленная установка, на которой установлено 20 таких проточных каналов. В качестве обрабатываемых сред выступают различные эмульсии и суспензии, также аналогичная установка используется для восстановления сухого молока.In FIG. 3 shows an industrial installation on which 20 such flow channels are installed. Various emulsions and suspensions act as the processed media, and a similar installation is also used to restore milk powder.

Взаимосвязь параметрических колебаний с размерами сторон канала возможна в том случае, если определяющими являются нелинейные упругие силы по краям мембраны.The interconnection of parametric oscillations with the dimensions of the channel sides is possible if nonlinear elastic forces at the edges of the membrane are decisive.

В нашем случае в качестве упругой связи выступает тонкий нейтральный слой, возникающий при упругопластическом изгибе металла /14, 15 стр. 95/ и сохраняющий свои упругие свойства.In our case, a thin neutral layer acts as an elastic bond, which occurs during the elastoplastic bending of the metal / 14, 15 p. 95 / and retains its elastic properties.

На Фиг. 4 представлена экспериментально полученная зависимость амплитуды параметрических колебаний прямоугольной мембраны от ее толщины, подтверждающая влияние граничных условий, формирующих величину упругих восстанавливающих сил на амплитуду колебаний. Зависимость получена при условии одноугловой упругопластической гибки листа стали AISI 316 под углом 90 градусов, при наличии жидкостного демпфирования (вода) в системе-канале на частоте ~ 5 кГц.In FIG. Figure 4 shows the experimentally obtained dependence of the amplitude of parametric oscillations of a rectangular membrane on its thickness, confirming the influence of the boundary conditions forming the amount of elastic restoring forces on the amplitude of the oscillations. The dependence is obtained under the condition of one-angle elastoplastic bending of an AISI 316 steel sheet at an angle of 90 degrees, in the presence of liquid damping (water) in the channel system at a frequency of ~ 5 kHz.

Максимальная амплитуда колебаний 3,5-4,0 мкм (микрометра) наблюдается при толщине изгибаемого листа ~1,5 мм. Именно при такой толщине металла динамическая нелинейная упругость нейтрального слоя является оптимальной. Наличие тонкой упругой нелинейной связи по периметру стороны системы-канала является одной из причин поведения достаточно толстой по толщине пластины как мембраны (отношение прогиба к толщине ~0,5%), которое экспериментально фиксируется. Второй основной причиной является уровень силового воздействия при генерации ультразвуковых колебаний. Этот уровень легко оценить, умножив массу силовых возбудителей (для пьезорезонаторов это 1-2 кг) на ускорение, которое для типовых условий составляет 5*10^4-10^5 м/с2 /3/. Уровень силового воздействия оценивается примерно ~10 кН. Под действием таких нагрузок в статических условиях система-канал претерпела бы необратимые деформации, но, поскольку время действия силовой нагрузки кратковременно (полупериод действия ~10 мкс), то устойчивость системы сохраняется и является нелинейно упругим.The maximum vibration amplitude of 3.5-4.0 μm (micrometer) is observed at a bent sheet thickness of ~ 1.5 mm. It is with such a thickness of the metal that the dynamic nonlinear elasticity of the neutral layer is optimal. The presence of a thin elastic nonlinear bond along the perimeter of the side of the channel system is one of the reasons for the behavior of a sufficiently thick plate as a membrane (the ratio of deflection to thickness ~ 0.5%), which is experimentally fixed. The second main reason is the level of force exposure during the generation of ultrasonic vibrations. This level is easily estimated by multiplying the weight force exciters (to piezo resonator is 1-2 kg) on acceleration that for typical conditions of 5 * 10 ^ 4-10 ^ 5 m / s 2/3 /. The level of force impact is estimated at approximately ~ 10 kN. Under the action of such loads in static conditions, the channel system would undergo irreversible deformations, but since the duration of the power load is short-term (the half-life is ~ 10 μs), the stability of the system is preserved and is nonlinearly elastic.

Таким образом, при линейных размерах прямоугольной мембраны Ly/Lx=2-5 (мембрана конечной длины) частота колебаний силового возбудителя может быть определена из линейных размеров Lx и Ly на основе приведенной выше зависимости и условия образования стоячей волны по длине и ширине мембраны. Частота нижней гармоники будет определяться как C/Ly, где С - скорость распространения упругих волн, частота верхней гармоники будет определяться как C/Lx, соответственно частота силового возбудителя определяется как среднее из условия кратности шага частот ((C/Ly)+(C/Lx))/2.Thus, with the linear dimensions of the rectangular membrane L y / L x = 2-5 (membrane of finite length), the frequency of oscillations of the power pathogen can be determined from the linear dimensions L x and L y based on the above dependence and the condition for the formation of a standing wave along the length and the width of the membrane. The frequency of the lower harmonic will be determined as C / L y , where C is the propagation velocity of elastic waves, the frequency of the upper harmonic will be determined as C / L x , respectively, the frequency of the power pathogen is determined as the average of the condition of the frequency step multiplicity ((C / L y ) + (C / L x )) / 2.

С ростом линейных размеров (длины) системы-канала Ly/Lx>5 наблюдается переход к случаю ″мембраны бесконечной длины″. По аналогии с вышесказанным формируется низкочастотная гармоника (связана с увеличенной длиной Ly), определяющими остаются гармоника с частотой, соответствующей первой гармонике колебаний мембраны (расчет по представленной выше зависимости), и гармоника с частотой, связанной с размером ширины Lx.With an increase in the linear dimensions (length) of the channel system L y / L x > 5, a transition to the case of a ″ membrane of infinite length ″ is observed. By analogy with the foregoing, a low-frequency harmonic is formed (associated with an increased length L y ), the harmonics with the frequency corresponding to the first harmonic of the membrane oscillations (calculated from the above dependence) and the harmonic with the frequency associated with the width size L x remain the determining ones.

На Фиг. 5 представлена типовая спектрограмма для этого случая слабых колебаний мембраны (~1 мкм). Размер стороны в плане 0,9-0,105 м, то есть Ly/Lx=9.In FIG. Figure 5 shows a typical spectrogram for this case of weak membrane vibrations (~ 1 μm). The size of the side in the plan is 0.9-0.105 m, that is, L y / L x = 9.

Сформирована низкочастотная гармоника, определяющими являются гармоника с частотой, соответствующая первой гармонике колебаний мембраны ~28 кГц (расчет по представленной выше зависимости), а также третья гармоника с частотой ~40кГц, соответствующая размеру 0,145 м, что близко ширине канала Lx.A low-frequency harmonic is generated, the determining ones are the harmonic with a frequency corresponding to the first harmonic of the membrane oscillations ~ 28 kHz (calculated according to the above dependence), as well as the third harmonic with a frequency of ~ 40 kHz corresponding to a size of 0.145 m, which is close to the channel width L x .

С ростом амплитуды колебаний (>2-3 мкм) и подаваемой мощности на ультразвуковые силовые возбудители возникают параметрические резонансы с частотами, кратными ~14 кГц. Типовая спектрограмма для этого случая представлена на Фиг. 6. В колебаниях присутствует мода с частотой 28 кГц - это частота первой гармоники колебаний мембраны с размерами 0,9-0,105 м. В качестве обрабатываемой жидкости выступала косметическая эмульсия с содержанием масляной фазы ~20%.With an increase in the amplitude of oscillations (> 2-3 μm) and the power supplied to ultrasonic power exciters, parametric resonances arise with frequencies that are multiples of ~ 14 kHz. A typical spectrogram for this case is shown in FIG. 6. A mode with a frequency of 28 kHz is present in the vibrations - this is the frequency of the first harmonic of the membrane vibrations with dimensions of 0.9-0.105 m. A cosmetic emulsion with an oil phase content of ~ 20% acted as a processed liquid.

На Фиг. 7 представлена промышленная установка для обработки косметических эмульсий с каналами данного типа.In FIG. 7 shows an industrial installation for processing cosmetic emulsions with channels of this type.

Таким образом, для случая линейных размеров (длины) системы-канала Ly/Lx>5, частота колебаний силового возбудителя и максимальная амплитуда колебаний может быть напрямую определена на основе приведенной выше зависимости.Thus, for the case of linear dimensions (length) of the channel system L y / L x > 5, the frequency of oscillations of the power pathogen and the maximum amplitude of oscillations can be directly determined based on the above dependence.

В этом случае будут формироваться параметрические колебания с рядом частот 1/2ω, ω, 3/2ω и так далее.In this case, parametric oscillations will form with a number of frequencies 1 / 2ω, ω, 3 / 2ω, and so on.

При обработке более вязких жидкостей (более ~100 сантипуаз) возрастают силы нелинейного жидкостного демпфирования по отношению к силам нелинейной упругости.When processing more viscous liquids (more than ~ 100 centipoise), the forces of nonlinear liquid damping increase with respect to the forces of nonlinear elasticity.

Имеются технологические процессы, когда в ходе кавитационной обработки в динамике меняются вязкостные характеристики жидких сред (косметические эмульсии, восстановление молока, приготовление лакокрасочных изделий и т.д.)There are technological processes when, during cavitation processing, the viscosity characteristics of liquid media change dynamically (cosmetic emulsions, milk recovery, preparation of paints and varnishes, etc.)

В этом случае частота силового возбудителя, полученная ранее, может существенно отличаться от резонансной частоты системы-канала и амплитуда колебаний будет меньше максимальной.In this case, the frequency of the power pathogen obtained earlier can differ significantly from the resonant frequency of the channel system and the amplitude of the oscillations will be less than the maximum.

Для учета реальных конструктивных параметров колебательной системы-канала и получения изменения нелинейных частотных характеристик в динамике выполняется 2 этап алгоритма.To take into account the real structural parameters of the oscillatory system-channel and obtain changes in nonlinear frequency characteristics in dynamics, stage 2 of the algorithm is performed.

Второй (2) этап алгоритма дополнительно позволяет определить частоту автоколебаний.The second (2) stage of the algorithm additionally allows you to determine the frequency of self-oscillations.

Режим автоколебаний удобен тем, что является собственной характеристикой нелинейной колебательной системы /9, 11, 12/ и слабо зависит от амплитуды входного воздействия в отличие от параметрических колебаний, где основными являются упругие нелинейные восстанавливающие силы и существует зависимость частоты колебаний от амплитуды колебаний (величины прогиба) мембраны.The self-oscillation mode is convenient in that it is an intrinsic characteristic of the nonlinear oscillatory system / 9, 11, 12 / and weakly depends on the amplitude of the input action, in contrast to parametric oscillations, where the main ones are elastic nonlinear restoring forces and there is a dependence of the oscillation frequency on the oscillation amplitude (deflection ) membranes.

Для получения частотных характеристик параметрических колебаний и автоколебаний предлагается простой и надежный экспериментальный способ.To obtain the frequency characteristics of parametric oscillations and self-oscillations, a simple and reliable experimental method is proposed.

Схема экспериментальной установки представлена на Фиг. 8.The experimental setup is shown in FIG. 8.

Она состоит из: 1 - колебательная система-канал; 2 - силовые возбудители ультразвуковых колебаний любого типа (пьезокерамические, магнитострикционные и т.д); 3 - акселерометр; 4 - усилитель заряда акселерометра; 5 - цифровой осциллограф; 6 - регистратор (компьютер); 7 - делитель с гальванической развязкой; 8 - цифровой осциллограф-частотомер; 9 - генератор ультразвуковых колебаний.It consists of: 1 - oscillatory channel system; 2 - power causative agents of ultrasonic vibrations of any type (piezoceramic, magnetostrictive, etc.); 3 - accelerometer; 4 - accelerometer charge amplifier; 5 - digital oscilloscope; 6 - registrar (computer); 7 - divider with galvanic isolation; 8 - digital oscilloscope frequency counter; 9 - generator of ultrasonic vibrations.

В данном случае используются силовые возбудители пьезокерамического типа. Измерительный тракт (3-6) состоял из пьезоакселерометра типа 4344, типа АР-12, АР-33 усилителя 2635 фирмы Bruel&Kjaer, цифрового осциллографа Velleman с регистрацией сигналов на персональный компьютер.In this case, power pathogens of the piezoceramic type are used. The measuring path (3-6) consisted of a 4344 type piezo-accelerometer, type AP-12, type AP-33 of a 2635 amplifier from Bruel & Kjaer, a digital Velleman oscilloscope with registration of signals to a personal computer.

В качестве генератора 9 использовались типовые генераторы Г3-109 с высоковольтным выходом для питания пьезокерамических возбудителей и генераторы УЗГ2-22, серийно выпускаемые рядом предприятий. Генератор УЗГ2-22 удобен тем, что позволяет вручную установить необходимую частоту, либо сделать сканирование с временной задержкой, необходимой для фиксации результатов, при этом имеет указатели частоты, потребляемой мощности и ряда других параметров. Делитель 7 и цифровой осциллограф-частотомер 8 АКТАКОМ являются вспомогательными измерительными приборами, позволяющими контролировать сигнал непосредственно на силовых возбудителях 2 с учетом обратной механической связи от системы-канала на пьезокерамику.As generator 9, typical generators G3-109 with a high-voltage output for supplying piezoceramic exciters and generators UZG2-22, commercially available by a number of enterprises, were used. The UZG2-22 generator is convenient in that it allows you to manually set the required frequency, or to scan with the time delay necessary to record the results, while it has indicators of frequency, power consumption and a number of other parameters. The divider 7 and the AKTAKOM digital oscilloscope frequency counter 8 are auxiliary measuring devices that allow you to control the signal directly on the power exciters 2, taking into account the mechanical feedback from the channel system to piezoceramics.

В методике проведения эксперимента используется рабочий аналог (или один из элементов) колебательной системы-канала и аналог обрабатываемой жидкой среды. Частота силовых возбудителей определяется на этапе 1, который описан выше.The experimental technique uses a working analogue (or one of the elements) of the oscillatory channel system and an analogue of the processed liquid medium. The frequency of power pathogens is determined in step 1, which is described above.

Путем изменения частоты генератора 9 проводится анализ амплитуды колебаний и спектра колебаний системы-канала для ряда фиксированных частот в диапазоне частот от ω до ω+(10-20%)ω. Выбор движения в сторону больших частот связан с жестким характером скелетной линии, Фиг. 1.By changing the frequency of the generator 9, an analysis is made of the amplitude of oscillations and the spectrum of oscillations of the channel system for a number of fixed frequencies in the frequency range from ω to ω + (10-20%) ω. The choice of movement toward higher frequencies is associated with the rigid nature of the skeletal line, FIG. one.

На Фиг. 9 последовательно представлены амплитуды колебаний, а на Фиг. 10 - спектры колебаний системы-канала с частотой первой гармоники 37,5 кГц.In FIG. 9 successively shows the oscillation amplitudes, and FIG. 10 - vibration spectra of a channel system with a first harmonic frequency of 37.5 kHz.

Амплитуды и спектры фиксировались на частотах 37,5 кГц, 38 кГц, 39 кГц, 41,8 кГц. Влияние неучтенных различных факторов проявляется в том, что максимальная амплитуда колебаний наблюдается не на частоте 37,5 кГц, а на другой частоте, а именно 39 кГц, отличие составляет 4%. При небольшом отличии в частоте разница в амплитуде колебаний существенная ~2 раза.Amplitudes and spectra were recorded at frequencies of 37.5 kHz, 38 kHz, 39 kHz, 41.8 kHz. The influence of various factors unaccounted for is manifested in the fact that the maximum oscillation amplitude is observed not at a frequency of 37.5 kHz, but at a different frequency, namely 39 kHz, the difference is 4%. With a slight difference in frequency, the difference in the amplitude of the oscillations is significant ~ 2 times.

По спектру колебаний наблюдается трансформация (уменьшение) параметрических гармоник и появление доминирующей гармоники. Это признаки перехода к режиму автоколебаний, на частоте которого слабо проявляются эффекты изменения частоты от амплитуды колебаний.According to the spectrum of oscillations, a transformation (decrease) of parametric harmonics and the appearance of a dominant harmonic are observed. These are signs of a transition to a regime of self-oscillations, at the frequency of which the effects of a change in frequency from the amplitude of oscillations are weakly manifested.

Таким образом, экспериментальный способ уточнения (2 этап) нелинейных частотных характеристик системы-канала и частоты колебаний силового возбудителя может дать существенный рост амплитуды колебаний (оценка 2-2,5 раз) по отношению к случаю простого применения расчетной зависимости.Thus, the experimental method of refinement (stage 2) of the nonlinear frequency characteristics of the channel system and the oscillation frequency of the power pathogen can give a significant increase in the oscillation amplitude (estimate 2-2.5 times) with respect to the case of a simple application of the calculated dependence.

Данную зависимость можно применять для частных случаев - параметрических колебаний и жидких невязких сред (до ~100 сантипуаз). В этом случае расчетная зависимость позволяет определить частоту колебаний силовых возбудителей с приемлемой для практики точностью.This dependence can be used for special cases - parametric oscillations and liquid inviscid media (up to ~ 100 centipoise). In this case, the calculated dependence allows you to determine the frequency of oscillations of power pathogens with acceptable accuracy in practice.

Для общих случаев требуется уточнение частотных характеристик.For general cases, a refinement of the frequency characteristics is required.

Показано /3, стр. 120/, что рост амплитуды колебаний на частоте 20 кГц в воде с 0,92 мкм до 2,92 мкм дает увеличение акустической мощности с 1 Вт/см2 до 10 Вт/см2. Эти амплитуды соответствуют амплитудам колебаний, которые используются на практике и анализировались (Фиг. 4).It was shown / 3, p. 120 / that an increase in the amplitude of oscillations at a frequency of 20 kHz in water from 0.92 μm to 2.92 μm gives an increase in acoustic power from 1 W / cm 2 to 10 W / cm 2 . These amplitudes correspond to the oscillation amplitudes that are used in practice and analyzed (Fig. 4).

Известны пороги кавитации для различных жидких сред /4, 6/, которые для воды составляют 1-2 Вт/см2, растительных масел - 8-10 Вт/см2, для вязких жидкостей, как глицерин, порог кавитации составляет ~25 Вт/см2.Known cavitation thresholds for various liquid media / 4, 6 /, which for water are 1-2 W / cm 2 , vegetable oils - 8-10 W / cm 2 , for viscous liquids like glycerin, the cavitation threshold is ~ 25 W / cm 2 .

Промышленная применимость заявляемого способа подтверждается его реализацией в 3 промышленных установках и целом ряде опытно-промышленных установок для обработки различных жидких сред (эмульсий и суспензий). Есть опытно-промышленные установки для размещения в них крупногабаритных объектов, Фиг. 12 Применение режима параметрических колебаний позволяет сократить время обработки жидких сред и объектов за счет использования акустических волн с разными кратными частотами.The industrial applicability of the proposed method is confirmed by its implementation in 3 industrial plants and a number of pilot plants for processing various liquid media (emulsions and suspensions). There are pilot plants for placing large-sized objects in them, FIG. 12 Application of the parametric oscillation mode allows to reduce the processing time of liquid media and objects through the use of acoustic waves with different multiple frequencies.

Применение такого режима для установки, показанной на Фиг. 3, позволило сократить время приготовления 600-700 кг косметической эмульсии в 1,5 раза (с 90-100 минут до 50-60 минут) при ограниченном объеме эмульсии, находящемся в режиме ультразвуковой обработки в каналах. Полученные результаты подтверждают выводы работы /5, стр. 60/ о том, что ″при одновременном воздействии ультразвуковых волн двух различных частот (22-44 кГц) наблюдается значительное повышение эффективности кавитации, гораздо большее, чем при линейном суммировании действия каждого из полей различных частот″.Application of such a mode to the installation shown in FIG. 3, it was possible to reduce the preparation time of 600-700 kg of cosmetic emulsion by 1.5 times (from 90-100 minutes to 50-60 minutes) with a limited volume of the emulsion, which is in the ultrasonic processing mode in the channels. The results confirm the conclusions of work / 5, p. 60 / that ″ with the simultaneous action of ultrasonic waves of two different frequencies (22-44 kHz), a significant increase in the cavitation efficiency is observed, much larger than with a linear summation of the action of each of the fields of different frequencies ″.

В режиме параметрических колебаний и автоколебаний, кроме максимальной амплитуды колебаний, достигается снижение минимальной потребляемой мощности. При подключении данной системы-канала к рабочему генератору, на котором выставлена частота 39 кГц, были получены максимальные амплитуды колебаний (~2-2,5 мкм), при этом в спектре колебаний наблюдается доминирующая гармоника, показанная на Фиг. 11, была зафиксирована минимальная потребляемая генератором мощность. При расстройке данной частоты на 1-2 кГц наблюдалось увеличение потребляемой мощности на 20-40%.In the mode of parametric oscillations and self-oscillations, in addition to the maximum amplitude of the oscillations, a decrease in the minimum power consumption is achieved. When this channel system was connected to a working generator with a frequency of 39 kHz set, the maximum oscillation amplitudes (~ 2-2.5 μm) were obtained, while the dominant harmonic in the oscillation spectrum shown in FIG. 11, the minimum power consumed by the generator was recorded. With the detuning of this frequency by 1-2 kHz, an increase in power consumption by 20-40% was observed.

Таким образом достигается цель изобретения, а именно повышение эффективности (снижение времени обработки и увеличение мощности акустической волны) кавитационного воздействия на обрабатываемую жидкую среду и расположенные в среде объекты без увеличения мощности силовых ультразвуковых возбудителей.Thus, the objective of the invention is achieved, namely, increasing the efficiency (reducing processing time and increasing the power of the acoustic wave) of cavitation effects on the processed liquid medium and objects located in the medium without increasing the power of power ultrasonic pathogens.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Бронин Ф.А. Исследование кавитационного разрушения и диспергирования твердых тел в ультразвуковом поле высокой интенсивности. Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук, МИСИС, 1967.1. Bronin F.A. Investigation of cavitation destruction and dispersion of solids in a high-intensity ultrasonic field. Abstract for the degree of candidate of technical sciences, MISIS, 1967.

2. Червяков В.М., Однолько В.Г. Использование гидродинамических и кавитационных явлений в роторных аппаратах. - М.: Изд-во Машиностроение, 2008.2. Chervyakov V.M., Only V.G. The use of hydrodynamic and cavitation phenomena in rotary devices. - M.: Publishing House Engineering, 2008.

3. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. - М.: Иностранная литература, 1956.3. Bergman L. Ultrasound and its application in science and technology. - M .: Foreign literature, 1956.

4. Сиротюк М.Г. Экспериментальные исследования ультразвуковой кавитации. В кн. Мощные ультразвуковые поля, под ред. Розенберга Л.Д., 1968.4. Sirotyuk M.G. Experimental studies of ultrasonic cavitation. In the book. Powerful Ultrasonic Fields, ed. Rosenberg L.D., 1968.

5. Маргулис М.А. Основы звукохимии. Химические реакции в акустических полях. - М.: Высшая школа, 1984.5. Margulis M.A. The basics of sound chemistry. Chemical reactions in acoustic fields. - M.: Higher School, 1984.

6. Хмелев В.Н., Попова О.В. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве: научная монография, Алт. Гос. Техн. Ун-т им И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ.6. Khmelev V.N., Popova O.V. Multifunctional ultrasonic devices and their application in small industrial, agricultural and household conditions: scientific monograph, Alt. Gos. Tech. University of I.I. Polzunova. - Barnaul: Publishing house of Altai State Technical University.

7. Кошляков Н.С., Глинер Э.Б., Смирнов М.М. Уравнения в частных производных математической физики. М., Изд-во Высшая школа, 1970.7. Koshlyakov N.S., Gliner E.B., Smirnov M.M. Partial differential equations of mathematical physics. M., Higher School Publishing House, 1970.

8. Вибрации в технике. Справочник в 6 томах, под ред. Челомея В.Н., М.: Машиностроение, 1979.8. Vibration in technology. Handbook in 6 volumes, ed. Chelomeya V.N., Moscow: Engineering, 1979.

9. Вольмир А.С. Нелинейная динамика пластин и оболочек. М.: Наука, 1972. 9. Volmir A.S. Nonlinear dynamics of plates and shells. M .: Nauka, 1972.

10. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластины и оболочки, М., серия Физико-Математическое наследие, Изд-во URSS, 2009.10. Timoshenko SP, Voinovsky-Krieger S. Plates and shells, M., series Physico-Mathematical Heritage, Publishing House URSS, 2009.

11. Обухов А.Н. Параметрическое возбуждение автоколебаний в вибрационных машинах, Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук, Институт машиноведения, М., 2007.11. Obukhov A.N. Parametric excitation of self-oscillations in vibrating machines, Abstract for the degree of candidate of technical sciences, Institute of Mechanical Engineering, M., 2007.

12. Израилович М.Я., Обухов А.Н. Параметрическое управление автоколебаниями. М., Изд-во URSS, 2010.12. Izrailovich M.Ya., Obukhov A.N. Parametric self-oscillation control. M., Publishing House URSS, 2010.

13. Огибалов П.М., Колтунов М.А.Оболочки и пластины. М., Изд-во МГУ, 1969.13. Ogibalov P. M., Koltunov M. A. Shells and plates. M., Publishing House of Moscow State University, 1969.

14. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке, М., Изд-во Машиностроение, 1965.14. Romanovsky V.P. Handbook of cold stamping, M., Publishing House Engineering, 1965.

15. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. М., Изд-во Машиностроение, 1977.15. Popov EA Fundamentals of the theory of sheet stamping. M., Publishing House Engineering, 1977.

Claims (1)

Способ ультразвуковой кавитационной обработки жидких сред и расположенных в среде объектов путем их размещения внутри механической колебательной системы-канала, имеющего собственную частоту колебаний, отличающийся тем, что осуществляют возбуждение параметрических резонансов или параметрическое возбуждение автоколебаний, задают в качестве критерия эффективности кавитационной обработки максимальную амплитуду колебаний системы-канала, определяют оптимальную частоту или частоты колебаний силовых возбудителей предварительным экспериментальным определением собственных и параметрических частот колебаний с помощью соотношения:
Figure 00000002

где c - скорость распространения упругих волн;
kx, ky - волновые числа, значения которых определяются граничными условиями;
Lx, - длина стороны пластинки, направленной вдоль оси Ох;
Ly - длина стороны пластинки, направленной вдоль оси Oy;
jx, jy - целое число, равное 1 для первой гармоники колебаний.
The method of ultrasonic cavitation treatment of liquid media and objects located in the medium by placing them inside a mechanical vibrational channel system having a natural frequency of oscillation, characterized in that they excite parametric resonances or parametric excitation of self-oscillations, set the maximum oscillation amplitude of the system as a criterion for the efficiency of cavitation processing -channels, determine the optimal frequency or frequencies of oscillations of power pathogens by preliminary exp The experimental determination of natural and parametric frequencies of oscillations using the relation:
Figure 00000002

where c is the propagation velocity of elastic waves;
k x , k y are wave numbers whose values are determined by the boundary conditions;
L x , is the length of the side of the plate directed along the axis Ox;
L y is the length of the side of the plate directed along the axis Oy;
j x , j y is an integer equal to 1 for the first harmonic of the oscillations.
RU2013154319/05A 2013-12-09 2013-12-09 Method for ultrasonic cavitational processing of liquid media and objects located in medium RU2547508C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154319/05A RU2547508C1 (en) 2013-12-09 2013-12-09 Method for ultrasonic cavitational processing of liquid media and objects located in medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154319/05A RU2547508C1 (en) 2013-12-09 2013-12-09 Method for ultrasonic cavitational processing of liquid media and objects located in medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2547508C1 true RU2547508C1 (en) 2015-04-10

Family

ID=53296366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013154319/05A RU2547508C1 (en) 2013-12-09 2013-12-09 Method for ultrasonic cavitational processing of liquid media and objects located in medium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2547508C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU206891U1 (en) * 2021-04-20 2021-09-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) A device for intensifying chemical processes in a liquid medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0648531A1 (en) * 1993-10-16 1995-04-19 RAWSON, Francis Frederick Hamilton Fluid processing
RU2252070C1 (en) * 2004-06-16 2005-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Астор-С" Method of treating liquids in cavitation reactor
RU2455086C1 (en) * 2011-05-03 2012-07-10 Андрей Александрович Геталов Method of ultrasonic cavitation processing of fluids and objects placed therein
RU2477650C1 (en) * 2011-07-25 2013-03-20 Андрей Александрович Геталов Method of ultrasound cavitation treatment of fluid media

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0648531A1 (en) * 1993-10-16 1995-04-19 RAWSON, Francis Frederick Hamilton Fluid processing
RU2252070C1 (en) * 2004-06-16 2005-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Астор-С" Method of treating liquids in cavitation reactor
RU2455086C1 (en) * 2011-05-03 2012-07-10 Андрей Александрович Геталов Method of ultrasonic cavitation processing of fluids and objects placed therein
RU2477650C1 (en) * 2011-07-25 2013-03-20 Андрей Александрович Геталов Method of ultrasound cavitation treatment of fluid media

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU206891U1 (en) * 2021-04-20 2021-09-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева" (РХТУ им. Д. И. Менделеева) A device for intensifying chemical processes in a liquid medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2455086C1 (en) Method of ultrasonic cavitation processing of fluids and objects placed therein
Zhang Chaotic oscillations of gas bubbles under dual-frequency acoustic excitation
CN103118776B (en) Method for ultrasonic cavitation treatment of liquid media
Remillieux et al. Decoupling nonclassical nonlinear behavior of elastic wave types
Morkun et al. Ultrasonic phased array parameters determination for the gas bubble size distribution control formation in the iron ore flotation
Guédra et al. Accompanying the frequency shift of the nonlinear resonance of a gas bubble using a dual-frequency excitation
RU2547508C1 (en) Method for ultrasonic cavitational processing of liquid media and objects located in medium
Tanaka et al. Modal control of a rectangular plate using smart sensors and smart actuators
RU2551490C1 (en) Method for ultrasonic cavitational processing of liquid media and objects located in medium
RU2540608C1 (en) Method for ultrasonic cavitational processing of liquid media
Vanhille et al. Nonlinear frequency mixing in a resonant cavity: Numerical simulations in a bubbly liquid
JP4512178B2 (en) Ultrasonic cavitation generator
Korobov et al. Nonlinear elastic properties of a model one-dimensional granular unconsolidated structure
Vanhille et al. Acoustic characterization of fluorinert fc-43 liquid with helium gas bubbles: numerical experiments
Ragulskis et al. Investigation of impact motions in elements of manipulators and robots
Mashinchi Joubari et al. Solution of strongly nonlinear oscillator problem arising in Plasma Physics with Newton Harmonic Balance Method
Bernyk Investigation of the processes of the acoustic apparatus with the processing technological environment power interaction
Vanhille et al. Nonlinear interaction of air bubbles and ultrasonic field: An analysis of some physical aspects
RU2284228C1 (en) Ultrasonic oscillating system
Andrés et al. Description of an ultrasonic technology for food dehydration process intensification
Bakhtiari-Nejad et al. Ultrasound acoustic energy for microbubble manipulation
Vasiljev 771. Ultrasonic systems for liquid pulverizer
Felderhof Dissipation in peristaltic pumping of a compressible viscous fluid through a planar duct or a circular tube
Vanhille et al. A numerical study of the formation of a conical cavitation bubble structure at low ultrasonic frequency
Samakee et al. Volterra frequency response functions analysis of subharmonic oscillation from bubble

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20160818

PD4A Correction of name of patent owner