Струйные аппараты и кавитационные смесители –

важный фактор создания новых материалов

и технологических процессов

Е.К. Спиридонов

Южно–Уральский государственный университет, г. Челябинск

            Гидродинамические устройства, рабочий процесс которых основан на особенностях струйных и вихревых течений, кавитационных и волновых явлениях в потоках жидкости и газа, исследуются на кафедре “Гидравлика и гидропневмосистемы” (ГиГПС) ЮУрГУ в течение ряда лет. Результатом фундаментальных исследований явились гидроструйные насосы нового поколения, гидродинамические кавитационные смесители непрерывного действия, оригинальные аэродинамические устройства загрузки сырья в печь.

            Гидроструйные насосы нового поколения используют для удаления и нагнетания жидкости (в том числе загрязненных и агрессивных) и газожидкостных смесей, отсоса и компрессии газов, получения и транспортирования многокомпонентных смесей жидкости с твердыми сыпучими, жидкими и газообразными средами. Кафедра ГиГПС разработала новый метод выбора и расчета гидроструйных насосов, позволяющих реализовать предельно достижимые параметры аппаратов (рис. 1). Предложены оригинальные конструкции, защищенные авторскими свидетельствами и патентами РФ.

            Гидроструйные насосы нового поколения созданы для систем напорного гидротранспорта, смазки мощных перекачивающих агрегатов, вакуумирования паротурбинных энергоблоков. Их применение позволило упростить эксплуатацию гидросистем, снизить на (10…30)% расходы рабочей среды и энергии, повысить устойчивость работы гидросистем.

            Гидродинамические смесители кавитационного типа предназначены для получения эмульсий, приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), введения различных присадок в жидкие топлива и эмульсии, подмешивания в мазут подтоварной воды, отработанных масел, СОЖ и других отходов производства. Принципиально новая технология кавитационного  смешения многокомпонентной среды с использованием ударного воздействия прыжка перемешивания на смесь компонентов (рис.2) позволяет получить высокодисперсный, устойчивый к расслоению конечной продукт.

Цикл приготовления эмульсии с помощью кавитационного смесителя

Рис.2

Разработанная методика расчета гидродинамических кавитационных смесителей позволяет  создавать устройства с минимальным энергопотреблением. Кафедра ГиГПС располагает рядом проектов  для различных отраслей промышленности, в том числе энергетика (системы топливоподачи ТЭС), нефтедобывающая промышленность, металлообработка. Оригинальная конструкция смесителя защищена патентом РФ.

В технике сушки, обжига и плавления сыпучих материалов в печах с противодавлением актуальной задачей является создание устройств, предотвращающих выброс агрессивных газов из печи в окружающую среду через загрузочные отверстия. На кафедре ГиГПС разработаны конструкции пневмозатворов, работа которых основана на аэродинамических эффектах эжекции и вихреобразования. Предложена методика расчета аэродинамического устройства, позволяющая для известных условий определить основные размеры проточной части, при которых расходы воздуха и энергии на пневмозатвор минимальны. Конструкция пневмозатворов защищена авторскими свидетельствами.

Гидроструйные насосы, кавитационные смесители и пневмозатворы   обладают малыми габаритами, отсутствием механически движущихся, трущихся частей, простотой изготовления и эксплуатации.

Кафедра ГиГПС готова разработать гидродинамические устройства применительно к условиям заказчика, изготовление, консультации при монтаже, пуск и наладку устройства.
 

19.07.05