Аннотация
В статье рассмотрено техническое применение ультразвука в жидкостях с различным начальным состоянием. Сформулированы условия вихревого движения жидкости под действием ультразвука, показано практическое применение такому явлению и получены реальные результаты, которые можно использовать для дальнейших исследований. Ультразвук можно использовать как один из способов холодной дегазации жидкостей наряду с традиционными способами, такими как вакуумирование, кипячение, добавление сульфита натрия Na2SO3. Режим воздействия на жидкость ультразвуком зависит от начального состояния этой жидкости, и дальнейшее поведение физических явлений в этой жидкости будет носить различный характер. Это поведение важно знать при его использовании в промышленности в различных электротехнологических установках. Режим кавитации существует, пока в жидкости есть газ. Режим звукового ветра имеет место, пока в жидкости есть очень небольшое количество газа, и кавитация оказывает минимальное сопротивление акустическому потоку. Для генерации ультразвуковых колебаний использовался новый, перспективный ультразвуковой транзисторный генератор с подмагничиванием силовой части, позволяющий работать с разными излучателями ультразвука, как с магнитострикционными, так и с пьезоэлектрическими. При работе на пьезоэлектрическую нагрузку необходимо просто отключить управление подмагничиванием и включить развязывающий трансформатор в выходной каскад силовой части. Ультразвуковые генераторы, построенные по представленной в работе силовой схеме, могут использоваться для применения в пищевой промышленности с целью интенсификации технологических процессов при небольших энергозатратах, что экономически выгодно для производителей пищевой продукции. При использовании высокоинтенсивного ультразвука возможна замена таких технологических процессов, как термическая обработка, нагрев, использование химических реагентов, а также замена использования насосов для генерации центробежной силы.
Ключевые слова
Ультразвуковой генератор, подмагничивание, кавитация, звуковой ветер, вихревое движение, акустическое течение, число Рейнольдса, дегазация.
1. Галдин Н.С. Основы гидравлики и гидропривода: учебное пособие. Омск: Изд-во СибАДИ, 2006. 145 с.
2. Воробьев Е.А. Теория ультразвуковых колебаний как основа построения и применения технических средств получения информации: учебное пособие. СПбГУАП, СПб., 2002. 54 с.
3. Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности, сельском и домашнем хозяйстве / Хмелев В.Н., Леонов Г.В., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н., Шалунов А.В. Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2007. 414 с.
4. Хмелев В.Н. Повышение эффективности ультразвуковых технологических аппаратов для кавитационной обработки жидких сред высокой вязкости. Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2019. 59 с.
5. Лаптева Н.Е., Пастухова Л.Г. Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости: учебное электронное текстовое издание / ФГАОУ ВПО «УрФУ». Екатеринбург, 2011. 15 с.
6. Голямина И.П. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1979. 400 с.
7. Поддубный Б.Н. Усовершенствование методов эрозионных тестов по эрозии алюминиевой фольги и по убыли веса образца // Акустический журнал. 1976. Т. 22. № 4. С. 586-589.
8. Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 8.897-2015/IEC/TR 62781:2012. Ультразвук. Методы подготовки воды для ультразвуковых измерений. М.: Стандартинформ, 2016. 17 с.
9. Fowlkes J.B., Carson R.L. Systems for degassing water used in ultrasonic measurements // The Journal of the Acoustical Society of America. 1991. Vol. 90(2). Pp. 1197-1200.
10. Афанасьев В.А., Малинин Г.В., Янкевич С.В. Технология ультразвукового посола рыбной и мясной продукции // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы ХII Всерос. науч.-техн. конф. Чебоксары: Изд-во Чуваш. гос. ун-та, 2020. С. 518-521.
11. Яковлев О.В. Применение ультразвука для интенсификации процесса посола рыбы // Вестник Керченского государственного морского технологического университета. 2018. № 1. С. 89-95.
12. Янкевич С.В., Малинин Г.В. Обзор схемотехнических решений при построении силовой части ультразвуковых генераторов // Вестник Чувашского университета. 2020. № 1. С. 212-220.
13. Янкевич С.В. Ультразвуковой генератор на ПЛИС фирмы XILINX // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике: материалы VII Всерос. науч.-техн. конф. Чебоксары: Изд-во Чуваш. гос. ун-та, 2010. С. 272-275.