ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки

Роторный аппарат содержит корпус 1 c патрубком выхода среды 2, крышку 3, с коаксиально расположенным патрубком входа 4, скрепленную с корпусом 1, ротор 5 с. каналами 9 в боковых стенках, статор 6, с каналами в боковых стенках, камеру озвучивания 7 и средство создания дополнительных пульсаций, выполненное в виде центробежного насоса 8, установленного на входном патрубке 4 аппарата.

Роторный аппарат работает следующим образом. Обрабатываемая среда подается средством создания дополнительных пульсаций, выполненного в виде центробежного насоса 8 через входной патрубок 4 в полость ротора 5, проходит через каналы ротора 5 и статора 6, попадает в камеру озвучивания 7 и выводится из аппарата через выходной патрубок 2.

При перекрытии и совмещении каналов ротора с каналами статора, в канале статора и камере озвучивания, а также в полости ротора в обрабатываемой среде распространяются упругие колебания. Основная частота этих колебаний определяется по известной формуле:

fo= Пр • zo, где Пр - число оборотов ротора в секунду;

zo - число каналов в роторе или статоре при условии, что число каналов в статоре равно числу каналов в роторе.

Средство создания дополнительных пульсаций, выполненное в виде центробежного насоса, установленного на входном патрубке и подающем под давлением обрабатываемую среду в роторный аппарат, является источником дополнительных колебаний в среде так как рабочее колесо центробежного насоса находится в спиральном корпусе, который накладывает свои специфические особенности на образование колебаний в силу того, что "язык" корпуса (выходной патрубок центробежного насоса), близко расположенный к наружному радиусу колеса, подвергается, из-за конечного числа лопастей периодическому силовому воздействию со стороны среды, вытекающей из межлопаточных каналов. Колебания, возникающие в результате такого взаимодействия, являются дискретными по своему спектральному составу. Частоты этих дискретных составляющих находятся как:

fн=n • z • k,

где n - число оборотов вала центробежного насоса в секунду;

z - число лопастей насоса;

к=1,2,3,...

Интенсивность этих колебаний обычно зависит от расстояния между языком и колесом, а также в некоторой степени от формы самого языка, поэтому частоту fн=n • z часто называют языковой частотой.

Однако наличие дискретных составляющих не обязательно связано с наличием языка. У свободного лопаточного колеса без спирального корпуса также можно обнаружить дискретную составляющую шума на частоте n • z но менее ярко выраженную, т.е. наличие дискретных составляющих на частоте fн не обязательно связано с наличием языка, а является специфической особенностью вращающегося центробежного колеса и связано с конечностью числа его лопастей.

При совпадении частоты колебаний в роторном аппарате fо с одной из дискретных составляющих языковой частоты средства создания дополнительных пульсаций, выполненного в виде центробежного насоса, fн наблюдается явление резонанса. Как известно, при резонансе двух колебательных систем возрастает амплитуда колебаний. Резонансные явления позволяют более полно использовать акустическую энергию для интенсификации различных технологических процессов. Возрастание амплитуды колебаний в роторном аппарате повышает интенсивность кавитации, увеличивает турбулизацию обрабатываемой среды, что ускоряет процессы диспергирования, эмульгирования, тепломассообмена и повышает качество получаемого продукта.