Машины и аппараты с импульсными энергетическими воздействиями на обрабатываемые вещества. Промтов М.А. - 54 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

этом уплотняется ранее остановившаяся масса жидкости и в результате повышения давления несколько
расширяется труба. В трубу войдет дополнительный объем жидкости.
Так как жидкость сжимаема, то вся ее масса в трубопроводе не останавливается мгновенно. Грани-
ца объема, включающего в себя остановившуюся жидкость, перемещается от задвижки вдоль трубопро-
вода с некоторой скоростью с, называемой скоростью распространения волны давления.
Давление у задвижки до ее закрытия было p, а давление, возникшее после остановки, pp
∆
+
. Вели-
чина p∆ , найденная на основании теоремы количества движения, равняется cVp ρ=∆ , где
ρ
– плотность
жидкости; с – скорость распространения ударной волны (формула
Н.Е. Жуковского).
Далее останавливается второй слой жидкости, на который давят следующие слои, и т.д. Постепенно
повышенное давление, возникшее первоначально непосредственно у задвижки, распространяется далее
по всему трубопроводу против течения жидкости со скоростью с.
Если давление в начале трубопровода сохраняется неизменным (в случае, когда трубопроводом за-
бирается вода из открытого бассейна с большой площадью поверхности), то после достижения ударной
волной начального сечения трубы, в ней начинается обратное перемещение ударной волны с той же
скоростью с, причем это есть уже волна понижения давления. Одновременно в трубе возникает движе-
ние жидкости по направлению к начальному сечению.
По достижении ударной волной сечения у задвижки давление здесь снижается и делается меньшим,
чем первоначальное давление до удара; после этого начинается перемещение ударной волны, но уже
волны понижения давления, в направлении начала трубопровода. Циклы повышений и понижений дав-
ления будут чередоваться и далее через промежутки времени, равные времени двойного пробега удар-
ной волной длины трубопровода от задвижки до начала трубопровода.
Таким образом, при гидравлическом ударе жидкость, находящаяся в трубопроводе, будет совер-
шать колебательные движения, которые в силу гидравлических сопротивлений и вязкости, поглощаю-
щих первоначальную энергию жидкости на преодоление трения, будут затухающими. Скорость распро-
странения волны зависит от рода жидкости, материала трубы, ее диаметра и толщины стенок.
Гидравлический удар проявляется, как правило, в трубопроводах гидросистем. Давление, обеспечи-
вающее движение жидкости в трубопроводе, приложено ко всей жидкости и стенкам трубопровода. Си-
ла приложена к задвижке. Давление гидроудара возникает в жидкости перед задвижкой в момент пере-
крытия трубопровода.
Гидравлический удар проявляется в гидромашинах различного назначения. В большинстве слу-
чаев это нежелательное явление, приводящее к разрушению трубопроводов. На основе гидравличе-
ского удара разработаны устройства для подъема воды, сжатия воздуха, интенсификации ХТП и др.
Используя силу гидравлического удара, устраивают особые насосы, так называемые гидравличе-
ские тараны, служащие для поднятия жидкости, а также создают устройства с импульсным динами-
ческим воздействием на обрабатываемую жидкость.
2.5 МЕХАНИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ
При высокой интенсивности подвода энергии к твердому телу большая часть ее аккумулируется на
новой, свежеобразованной поверхности при разрушении частиц, а также в большом количестве различ-
ного вида дефектов структуры и остаточного напряженного состояния около них [37]. Исследования
[37, 39] показывают, что эту накопленную энергию можно использовать для интенсификации различ-
ных процессов с участием активированной твердой фазы:
− существенного повышения реакционной способности твердых тел;
− ускорения твердофазных и каталитических реакций и реакций в полимерных системах;
− повышения скоростей диффузии, тепло- и массообмена при реализации комбинированных про-
цессов в системах газ – твердое тело, жидкость – твердое тело;
− увеличения растворимости, т.е. скоростей растворения, и сублимации твердых тел;
− изменения реологических и физико-химических свойств полимерных и коллоидных систем;
− получения новых композиционных материалов с уникальными физико-механическими свойст-
вами и т.д.

Страницы