Статья

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ УСТРОЙСТВ РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ПРИМЕНЕНИЙ
Автор Е. С. Алексюнин
Рубрика РАЗДЕЛ II. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ
Месяц, год 03, 2018
Индекс УДК 542.6.063
DOI
Аннотация Статья содержит материалы исследований ультразвуковых способов распыления жидких сред в слое и в фонтане. В обоих этих случаях образование капель аэрозоля происходит в результате их отрыва от гребней стоячих капиллярных волн на поверхности жидкости. С точки зрения ультразвуковых устройств указанные способы имеют ряд существенных различий. При распылении в слое стоячие капиллярные волны образуются на поверхности слоя жидкости, покрывающей пластину, колеблющуюся перпендикулярно своей поверхности. А фонтанирование и распыление происходит напротив центра вогнутой пластины за счёт эффекта самофокусировки в кавитирующей жидкости. Для обоих способов представлены конструкции устройств генерирующих аэрозоль. Для каждого из описанных устройств проведён анализ самых удачных вариантов моделирования и их реализации в «железе». А именно рассмотрен излучатель на основе комбинация стержневого преобразователя–концентратора с резонирующей на третьей моде осесимметричных колебаний дисковой пластиной и описаны результаты его исследования. На основе полученных данных предложена конструкция изгибного осесимметричного преобразователя-концентратора с значительно большей активной зоной. Предложен и опробован способ оптимизации осесимметричного преобразователя–концентратора. Приведено описание выявленных недостатков полученной конструкции и описан способ применённый для их устранение. В частности рассмотрен принцип создания эквивалентных схем для проектирования подобных устройств. Описаны результаты сравнения идеальной модели ультразвукового излучателя, построенной в системе конечно элементного моделирования, и конечного изделия построенного на её основе. В статье предложена схема компоновки распылительного узла на основе осесимметричного преобразователя–концентратора и колебательного контура, составленного из ёмкости преобразователя, внешней катушки индуктивности включённой последовательно с источником переменного напряжения и преобразователем, в качестве источника тока. Описанные в статье результаты будут полезны при проектировании различных медицинских систем и широкого спектра технических конструкций.

Скачать в PDF

Ключевые слова Распыление; ультразвук; жидкая среда; слой жидкости; аэрозоль.
Библиографический список 1. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / глав. ред. И.П. Голямина. – М.: Советская энциклопедия, 1979. – 400 с.
2. Физика и техника мощного ультразвука. Т. III. Физические основы ультразвуковой технологии / под ред. Л.Д. Розенберга. – М.: Наука, 1970. – 688 с.
3. Карлаш В.Л., Крамаров Ю.А. и др. Способ распыления и разбрызгивания жидкости. Авт. Свид. № 820899, В 05 В 17/04, 17/06, 08.06.79, опубл. 18.04.81.
4. Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. – М.: Мир, 1977. – 349 с.
5. Сильвестер П., Феррари Р. Метод конечных элементов для радиоинженеров и инженеров – электриков. – М.: Мир, 1986. – 229 с.
6. Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. ANSYS в руках инженера. Практическое руководство. – М.: УРСС, 2003. – 269 с.
7. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах / под общ. ред. Красковского Д.Г. – М.: Компьютер Пресс, 2002. – 224 с.
8. Розенберг Л.Д. Фокусирующие излучатели ультразвука // В кн. «Источники мощного ультразвука». Ч. III. – М.: Наука, 1967.
9. Теумин И.И. Ультразвуковые колебательные системы. – М., Машгиз, 1959. – 331 с.
10. Харкевич А.А. Теория электроакустических преобразователей. Волновые процессы. Т. 1. – М.: Наука, 1973. – 398 c.
11. Экнадиосянц О.К. Получение аэрозолей // В кн.: Физика и техника мощного ультразвука, «Физические основы ультразвуковой технологии». Ч. V. – М.: Наука, 1970. – 687 c.
12. Каневский И.Н. Фокусирование звуковых и ультразвуковых волн. – М.: Наука, 1977.
– 336 с.
13. Митько В.Н., Крамаров Ю.А., Панич А.А. Математическое моделирование физических процессов в пьезоэлектрическом приборостроении. – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2009. – 240 с.
14. Патент РФ №2228578 RU: МПК H04R17/00, Электроакустический преобразователь / Ю.А.Крамаров, Е.А. Мокров, А.А. Панич. Заявл. 21.10.2002; опубл. 10.05.2004.
15. Патент РФ №2264868 RU: МПК В05В17/06 Способ распыления жидкости и устройство для его осуществления / Крамаров Ю.А., Панич А.А. Заявл. 25.03.2004; опубл. 20.10.2004.
16. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2011613572 «Система управления измерениями и расчёта параметров Hioki ZKeff (коэффициент электромеханической связи) Hioki ZKeff v. 1.0» 06.05.2011.
17. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2011613567.
18. «Система управления измерениями и расчёта параметров Hioki В (реактивная составляющая проводимости пьезоэлемента) Hioki В v. 1.0» 06.05.2011.
19. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2011613570 «Система управления измерениями и расчёта параметров Hioki Y (полная проводимость пьезоэлемента) Hioki Y v. 1.0» 06.05.2011.
20. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2011613569 «Система анализа данных и управления измерениями Hioki Manager» «Hioki Manager v. 1.0» 06.05.2011.
21. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2011613568 «Система управления измерениями и расчёта параметров Hioki G (активная составляющая проводимости пьезоэлемента) Hioki G v. 1.0» 06.05.2011.
22. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ №2011613571 «Система управления измерениями и расчёта параметров Hioki ZC (полное сопротивление и емкость пьезоэлемента) Hioki ZC v. 1.0» 06.05.2011.

Comments are closed.