Оптимизация кинематических и геометрических параметров диспегирующего оборудования Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© А.М. Балабышко, В.Н. Старцев, А.И. Аношин, 2002

УДК 622.284.54-822.621.6.035.004.55

А.М. Балабышко, В.Н. Старцев, А.И. Аношин

ОПТИМИЗАЦИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДИСПЕГИРУЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ

идромеханические диспергаторы (ГМД) являются эффективным технологическим оборудованием, успешно применяющимся для интенсификации технологических процессов (диспергирование, эмульгирование, гомогенизация, растворение), целью которых является также приготовление рабочей жидкости (водомасляной эмульсии) для механизированных крепей очистных комплексов.

Моделирование, расчет и оптимизация гидродинамических процессов в гидромеханическом диспергато-ре проводилис путем преобразования известного нестационарного уравнения Бернулли i2

С(т)

| a(x )dx

0

+ Re -1АГ

(T)ja(x )dx = S h[l-a(r)] (1)

0

где а(т) - безразмерное (относительное) ускорение рабочей жидкой среды, протекающей в каналах ротора и статора ГМД; Re - критерий Рейнольдса, учитывающий влияние сил трения на движение жидкости в каналах; Sh - критерий Струхаля, являющийся мерой нестационар-ности движения жидкости; £(т) - коэффициент

ного сопротивления течению рабочей среды в каналах, обусловленному вращением ротора относительно

ра, зависящий от относительного времени, £(т) ет потери энергии потока жидкости, пропорциональные второй степени безразмерной (относительной) скорости

жидкости w(r) = |a(r)dT ; Ar(x)

коэффициент сопротивления течению жидкости, пропорциональный первой степени скорости w(x) жидкости, известная функция времени.

Решение нелинейного интегрального уравнения (1) в общем случае возможно только численными методами. Для его решения на алгоритмическом языке Qbаsic была составлена программа STAR RE BAS, реализованная на персональном компьютере 1ВМ РС РепШт.

Разработанная компьютерная программа позволяет определить момент времени, при котором ускорение рабочей жидкости а(т) достигает минимального значения ат в фазе торможения жидкости (по этой причине эта величина отрицательна). Для величины ат удалось получить (для течения рабочей жидкости с высокой степенью нестационарности - для больших величин критерия Струхаля БЬ и при больших значениях критерия Рейнольдса Ие) приближенное (ошибка расчета величины ускорения рабочей жидкости не превышает 10 %) аналитическое решение:

0,014

am

1

(2)

- + 0,02 |Д ^ )

Здесь Д - безразмерный (относительный) радиальный зазор между ротором и статором гидродинамического диспергатора, пересчитываемый к размерной величине зазора по известным соотношениям [1].

Соотношение (2) позволяет рассчитывать (и оптимизировать) ГМД на кавитационный технологический режим приготовления рабочей жидкости, если от безразмерных перейти к размерным по известным соотношениям [1].

------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Балабышко А.М., Зимин А.И., Ружицкий В.П. Гидромеханическое диспергирование. -М.: Наука, 1998. - 332 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ------------------------------------------------------------------

Балабышко А.М. - ОАО «МЭЗ».

Старцев В.Н., Аношин А.И. — ОАО «МЭЗ», ОАО «Шахтоспецстрой» ПО «Беларуськалий» (г. Солигорск).

Г