Гідроприводні кавітаційні генератори коливань тиску для очищення елементів гідравлічних систем
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Гідроприводні кавітаційні генератори коливань тиску для очищення елементів гідравлічних систем
|
|
| Creator |
Тарасенко, Тарас Валерійович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.02 – машинознавство. – Київ, 2009. Дисертацію присвячено розвитку наукових основ розрахунку і раціонального вибору параметрів та характеристик гідроприводних кавітаційних генераторів коливань тиску (КГКТ). Уточнено фізичну модель генерування кавітаційних коливань тиску в дросельних елементах КГКТ і отримано аналітичні залежності для розрахунку ступеня прискорення кавітаційного струменя у дросельному пристрої КГКТ, оцінки об’єму виділеного повітря у зоні кавітації, а також розмаху кавітаційних коливань тиску від відносного перепаду тиску на кавітаційному генераторі. Запатентовано перспективний спосіб очищення внутрішніх поверхонь трубопроводів і розроблено рекомендації щодо раціональної конфігурації КГКТ для здійснення процесів очищення елементів гідроприводу від забруднень. Експериментальним шляхом виявлено кореляційні залежності між розмахом кавітаційних коливань тиску у КГКТ і відносним перепадом тиску на дросельному елементі генератора, а також вплив параметрів генератора на розмах кавітаційних коливань тиску. Виявлено вплив режимів очищення на розвиток кавітаційної ерозії поверхонь елементів і агрегатів гідроприводу, виготовлених з різних конструкційних матеріалів. Розроблено науково обґрунтовану інженерну методику і програму розрахунку на ПЕОМ параметрів і характеристик КГКТ. Результати проведених досліджень впроваджено у виробництва. Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.02 – машиноведение. – Киев, 2009. Диссертация посвящена развитию научных основ расчета и рационального выбора параметров и характеристик гидроприводных кавитационных генераторов колебаний давления (КГКТ). Визуально исследовано структуру кавитационной зоны в дроссельном элементе генератора, уточнено особенности протекания кавитационных процессов. Экспериментально установлены две формы разрыва потока при кавитации в дроссельных элементах КГКТ: перемещающиеся каверн и присоединённые каверны. Первые образуются на начальной стадии кавитации; при развитой кавитации образуются оба вида каверн. Установлены частоты отрыва присоединённых каверн при высоконапорном дросселировании жидкости. Экспериментально установлено, что на срезе дроссельного элемента образуются вихревые структуры, имеющие высокую частоту генерирования. Установлено закономерности распределения кавитационной зоны в дроссельных каналах типа насадка Вентури и конфузорно-дифузорного насадка. Для насадка Вентури характерно мгновенное распространение кавитационной зоны по длине дроссельного канала, что не характерно для конфузорно-дифузорного насадка. На основании визуальных исследований уточнено физическую модель генерирования кавитационных колебаний давления в дроссельных элементах КГКТ: предложена расчетная схема потока рабочей жидкости с разрывами сплошности в виде присоединенных каверн и перемещающихся каверн. На основе данной физической модели и предложенной расчетной схемы впервые получены аналитические зависимости для расчета степени ускорения кавитационной струи рабочей жидкости в дроссельном устройстве КГКТ, оценки объема выделенного воздуха в зоне кавитации, скорости распространения возмущений в кавитационной зоне, а также размаха кавитационных колебаний давления от относительного перепада давления на кавитационном генераторе. Запатентован перспективный способ очистки внутренних поверхностей трубопроводов и очистки распылителей форсунок двигателей внутреннего сгорания от нагара, а также разработаны рекомендации относительно рациональной конфигурации КГКТ и режимов работы для осуществления процессов очистки элементов гидропривода от загрязнений. Предложен механизм удаления загрязнений из внутренней поверхности трубопровода при воздействии квитационных колебаний давления. Экспериментальным путем получены спектральные характеристики КГКТ и установлены частоты, на которые приходятся максимумы пульсаций давления в генераторе; выявлены корреляционные зависимости между размахом кавитационных колебаний давления в КГКТ и относительным перерепадом давления на дроссельном элементе генератора; выявлено влияние параметров КГКТ на размах кавитационных колебаний давления. Экспериментально установлено, что КГКТ генерируют широкий спектр кавитационных колебаний давления. Причиной низкочастотной составляющей кавитационного спектра колебания давления является модуляция плунжерной частоты насоса с частотой генерирования дискретных мас жидкости. Высокочастотную составляющую спектра генерируют вихревые структуры и дискретное движение потока жидкости, а также групповое схлопывание кавитационных пузырьков. Получены экспериментальные характеристики КГКТ, установлены оптимальные режимы работы генератора, на которые приходятся максимальная амплитуда кавитационных колебаний давления. Оценено влияние режимов очистки на развитие кавитационной эрозии поверхностей элементов и агрегатов гидропривода, изготовленных из разных конструкционных материалов. Определены факторы, способствующие развитию кавитационной эрозии. Рекомендованы конструкционные материалы для изготовления КГКТ, имеющие высокую кавитационную стойкость. Определено рациональное время кавитационной очистки элементов гидропривода с целью предотвращения кавитационной эрозии для разных конструкционных материалов. Разработаны научно обоснованная инженерная методика и программа расчета на ПЕОМ параметров и характеристик КГКТ, а также рекомендации относительно выбора рациональных режимов очистки с целью предотвращения кавитационной эрозии конструкционных материалов. Результаты проведенных исследований внедрены в производства на Житомирском механическом заводе в технологический процесс ремонта топливной аппаратуры мобильных машин, в ЗАО «Киевское центральное конструкторское бюро арматуростроения» в технологический процесс изготовления изделий арматуры разного назначения, а также в учебный процесс Аэрокосмического института Национального авиационного университета для студентов специальности 8(7).100101 “Самолеты и вертолеты”. The aim of dissertation for scientific degree of candidate science in specialty 05.02.02 – engineering science. – Kiev, 2009. Dissertation is development of scientific base of calculation and rational choice of parameters and characteristics of hydraulic driven cavitation generators of pulsation pressure (СGPP). The physical model of cavitation pressure fluctuations generation is specified in throttle elements of CGFP: the calculation chart of stream of liquid flow is offered with the breaks of wholeness as the added cavities and moving cavities. On the basis of this physical model and offered calculation chart analytical dependences are first considered for calculation the degree of acceleration of cavitation stream of working liquid in the throttle device of СGPP, estimations of volume of the selected air in the area of cavitation, and also scope of cavitation pressure pulsations from the relative overfall of pressure on a cavitation generator. The perspective method of cleaning the inward surfaces of pipelines is patented and recommendations are developed in relation to rational configuration of СGPP for realization of processes of cleaning the elements of hydraulic drive from contaminations. By experimental way a spectral descriptions of CGPP has bein achieved and freguencies with maximum pulsation process have bein installed, cavitation pressure fluctuations in СGPP and relative pressure drop on the throttle element of generator, the influence of parameters of СGPP on the scope of cavitation pressure pulsations are exposed. The estimation of influencing of the cleaning modes is given by development of cavitation erosion on surface of elements and aggregates of hydraulic drive made from different structural materials. Scientifically grounded engineering method and program of calculation on PEOM parameters and descriptions of СGPP and also recommendationis given in relation to the choice of the rational modes of cleaning with the purpose of preventing the cavitation corrosion of structural materials is developed. The results of the conducted researches are applied in industries at the Zhitomir mechanical plant in the technological process of repairing mobile machines, in «Kiev Central Design Bureau of Valves»” in the technological process of fittings production. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2011-09-23T08:23:12Z
2011-09-23T08:23:12Z 2009 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/1112
|
|
| Language |
uk
|
|