·  дали можливість скоротити час гомогенізації в’язких фруктових соків з м’якоттю (Державна агрофірма ім. Солодухіна, впровадження підтверджено відповідним актом).

Особистий внесок здобувача. Основні результати дисертаційної роботи отримані автором самостійно. Автором обґрунтована доцільність розробки струминного гідродинамічного випро­міню­­вача у вигляді зануреної циліндричної струминної оболонки кругового перетину. У роботах, опублікованих у співавторстві, автор досяг таких результатів: [1], [4] – провів експериментальні дослідження та проаналізував одержані результати; [2], [3] – отримав рішення задачі в загальному вигляді та проаналізував одержані результати; [5] – провів експериментальні дослідження; [6] – розробив метод вимірювання порогу кавітації рідини.

Апробація результатів роботи. Основні положення і результати дисертації були апробовані і обговорювались на міжнародних конференціях і симпозіумах:

·  Міжнародна наукова конференція “Математичні проблеми технічної механіки – 2010” (м. Дніпродзержинськ, 2010 р.).

·  ІІ Міжнародна науково-технічна конференція “Теорія та практика раціонального проектування, виготовлення і експлуатації машинобудівних конструкцій” (м. Львів, 2010 р.).

·  Акустичний симпозіум "Консонанс – 2011" (м. Київ, 2011 р.).

Публікації. Результати дисертації викладені в 9 публікаціях: 5 статей в наукових фахових виданнях України, з яких 1 входить до міжнародних наукометричних баз Index Copernicus International; 2 тези доповідей і 1 повна доповідь у збірниках наукових праць конференцій; отримано 1 деклараційний патент України на корисну модель.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, висновку, списку використаних джерел зі 147 найменувань й 4 додатків, містить 196 сторінок машинописного тексту, 63 рисунки, 5 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи та сформульовано її мету, визначено наукову новизну та практичне значення роботи, наведено данні щодо апробації та структури дисертаційної роботи.

В першому розділі проаналізовано різноманітні типи гідродинамічних випромінювачів, які широко застосовуються у звукових технологіях (В. Гартман, Р. Польман, В. Яновський, Л. Бергман, , В. М. Фрідман, , ). Розглянуто переваги струминних ГДВ прямоточного й протиточного типу для ряду задач звукових технологій (, ). Проведений аналіз показав, що на сьогоднішній день не існує моделей, що пояснювали б природу звукоутворення й механізм зворотного зв'язку в даних джерелах звуку. Відсутні методики розрахунку на стадії проектування амплітудно-частотних характеристик струминних ГДВ і загасання генерованих ними коротких експонентних імпульсів. Також проведено аналіз робіт з коливань занурених струминних оболонок (інський, ), по динаміці концентрованих вихорів. На основі цього обрано напрямки досліджень і визначено задачі, які необхідно вирішити в дисертації.

Другий розділ присвячений теоретичному дослідженню можливого механізму звукоутворення завдяки пульсаціям локалізованої двофазної області й поперечним коливанням вигину занурених осесиметричних струминних оболонок.

У підрозділі 2.1 розглянуто фізичну модель та розроблено математичну модель струминного ГДВ протиточного типу. Конструктивна схема протиточного струминного гідродинамічного випромінювача представлена на рис. 1а. Основні елементи такої випромінюючої системи – співвісні кругові сопло 1 і відбивач 2 з лункою на торці. Лунка має оптимальний параболічний профіль, а її діаметр на торці залежить від діаметра прохідного отвору сопла 1. Після натікання на лунку струмінь розвертається, формуючись в усічену конічну струминну оболонку 3, жорстко затиснену на торці відбивача. У першому наближенні її можна вважати циліндричною. На торці відбивача струминна оболонка вважається жорстко закріпленою. На торці сопла інша гранична умова – відсутність поздовжнього зсуву й деформацій перетину й крутіння. При несиметричному натіканні на зовнішню крайку сопла (прямокутний клин) струмінь кільцевого перетину роздвоюється. Частина потоку рідини йде в навколишній простір, а частина відхиляється до осі симетрії, створюючи первинний кільцевий вихор 4. Усередині вихору створюється розвинена кавітаційна область.

а б

Рис. 1. Фізична модель протиточного струминного ГДВ (а), кадр швидкісної відео зйомки працюючого ГДВ (б): 1 – сопло; 2 – відбивач із параболічною лункою на торці; 3 – осесимметрична струминна оболонка; 4 – первинний тороїдальний вихор з розвинутою кавітацією

Було використано систему рівнянь коливань циліндричної оболонки з відповідними граничними умовами. Цю систему було модернізовано за умов відсутності деформацій зсуву й крутіння, сил розтягування й моменту крутіння, нехтуючи коефіцієнтом Пуассона. З обліком викладених допущень після перетворення базова система розпадається на дві системи: одна з них (1) містить рівняння, у які входить зсув згину , що визначають:

; ;

; , (1)

в іншій системі (2) – рівняння щодо деформацій стиснення–розтягнення й крутіння струминної оболонки:

; ;

, (2)

де – гармонійні поперечні коливання згину струминної оболонки, – сили, рівномірно розподілені по її внутрішній поверхні, згинальний момент , зусилля, що перерізує , – кут між дотичною до окружної осі й нормаллю в точках на поверхні циліндра, – модулі координатних векторів (параметри Ламе), – одна з криволінійних координат на середній поверхні оболонки, – щільність рідини (матеріал оболонки), – середній радіус й товщина оболонки, – модуль пружності струминної оболонки.

Шляхом математичних перетворень систему рівнянь (1) можливо звести до одного диференційного рівняння четвертого порядку виду:

,

або з урахуванням гармонійності питомої функції остаточно маємо:

, (3)

де , (4)

– кругова частота; – наведена амплітуда питомої зовнішньої сили, що припадає на одиницю площі внутрішньої поверхні оболонки – параметр оболонки.

Загальне рішення неоднорідного диференційного рівняння (3):

. (5)

Граничні умови на підставах струминної оболонки:

,

де – довжина струминної оболонки, тобто відстань між соплом та відбивачем ГДВ (рис. 1а). За таких граничних умов характеристичні параметри струминної оболонки можуть бути отримані із трансцендентного рівняння

.

Основний тон (нижча частота) генерованого звуку при цьому відповідає найменшому кореню .

Функція для амплітуди змушених коливань струминної оболонки, що відповідає протиточному гідродинамічному випромінювачу, вище резонансу приймає вигляд:

.

(6)

Амплітуда коливань вільного краю оболонки вище резонансу:

. (7)

Функція для амплітуди змушених коливань струминної оболонки нижче резонансу приймає вигляд:

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6