CC BY
60Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies 7 (2013 6) 786-799
УДК 621.311.22
Разработка и исследование гидроударно-кавитационного аппарата роторного типа
И.В. Мещеряков*, А.Н. Анушенков
Сибирский федеральный университет, Россия 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79
Received 10.12.2012, received in revised form 24.08.2013, accepted 12.10.2013
Рассмотрены конструктивные особенности предлагаемого гидроударно-кавитационного аппарата роторного типа. Проанализировано влияние зазора между ротором и статором на технические характеристики аппарата. Установлены параметры эффективного функционирования аппарата в зависимости от размеров зазора между ротором и статором. Изучены формы поперечного сечения статора и ротора, определены основные параметры, оказывающие влияние на эффективную работу. Предложена классификация основных процессов, реализуемых в аппарате. В качестве примера применения представлен технологический комплекс для интенсификации процессов диспергирования, гомогенизации, обезмеживания, дефосфоризации, десульфурации и активации материалов. Описана многофункциональная пилотная установка на базе разработанного аппарата. Сформулированы перспективные направления применения в промышленности.
Ключевые слова: гидроудар, кавитация, гидроударно-кавитационный аппарат, активация, резонанс, измельчение, гомогенизация, смешивание, интенсификация, зазор.
Гидромеханические процессы воздействия на различные системы лежат в основе многих технологий и производств самых различных отраслей промышленности: химической, нефтехимической, угледобывающей, горно-рудной, микробиологической, пищевой, фармацевтической, парфюмерной, лакокрасочной, машиностроительной и многих других. Основную долю среди них занимают процессы переработки систем «жидкость - жидкость» и «жидкость - твердое тело». Гидромеханическое воздействие наиболее эффективно осуществляется в аппаратах с периодическим прерыванием потока обрабатываемой среды, которые можно разделить на несколько видов. В статических аппаратах прерывание потока осуществляется за счет конструктивных особенностей [1-3]. В динамических гидроударно-кавитационных аппаратах (ГКА) прерывание потока происходит из-за вращения ротора, размещенного коаксиально статору. Конструктивно в рабочих поверхностях ротора и статора такого аппарата выполнены щели для протекания обрабатываемой среды [4, 5]. Одним из основных факторов эффективной работы ГКА является форма поперечного сечения этих щелей, характер их движения и зазор между статором и ротором [6].
© Siberian Federal University. All rights reserved
* Corresponding author E-mail address: 550781@mail.ru
В настоящее время широкое распространение ГКА в промышленном применении нашли в основном в горнодобывающей отрасли для приготовления рабочих сред для механизированных гидрокрепей. Подобные устройства успешно применяются на машиностроительных заводах для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей и на заводах, производящих синтетические моющие средства, на стадии подготовки их композиции [7-11]. В других отраслях промышленности практическое внедрение ГКА очень сдерживается. Основная проблема в создании и внедрении ГКА для расширения области его промышленной эксплуатации заключается в отсутствии единой терминологии данных аппаратов, унифицированного ряда их типоразмеров, научно обоснованных методов расчета основных технических и технологических параметров и самих процессов обработки различных материалов при использовании ГКА, а также в отсутствии конкретного производственного опыта.
В то же время применение ГКА дает существенный экономический эффект благодаря значительной интенсификации гидромеханических процессов за счет достижения кавитационно-го режима течения обрабатываемой среды, переводу на непрерывный режим эксплуатации, снижению энерго- и материалоемкости, уменьшению производственных площадей, сокращению потерь. ГКА с эффективностью может использоваться в различных гидромеханических, химических, тепломассообменных процессах. Аппарат оказывает многофакторное импульсное воздействие на обрабатываемый материал для получения стабильных, высокодисперсных эмульсий и суспензий, интенсификации процессов растворения и экстрагирования веществ, изменения физико-химических параметров, деструкции молекулярных соединений. Высокая степень воздействия на обрабатываемую среду объясняется развитой интенсивной акустической импульсной кавитацией, большими сдвиговыми напряжениями, гидравлическими ударами и другими механическими воздействиями [12].
Разработанные до настоящего времени методы расчета геометрических, гидромеханических, гидроударных, гидравлических и кавитационных параметров ГКА основываются либо на теории гидравлического удара, либо на применении нестационарного уравнения Бернулли без учета в нем нестационарности и центробежных сил инерции. При этом совершенно не учитываются стесненность движения частиц дисперсной фазы в гидромеханическом устройстве, их взаимодействие и взаимовлияние, а также некоторые характерные особенности течения рабочей среды.
ГКА применяется для обработки систем «жидкость-жидкость», «жидкость-твердое тело» и «газ-жидкость» за счет механического воздействия на частицы обрабатываемой среды, заключающегося в ударных, срезывающих и истирающих нагрузках при контактах с рабочими парами статор-ротор и гидродинамического воздействия, выражающегося в больших сдвиговых напряжениях в жидкости, пульсациях давления и скорости потока среды, а также гидроакустического воздействия на обрабатываемую среду, осуществляющегося за счет мелкомасштабных пульсаций давления, интенсивной кавитации, ударных волн и нелинейных акустических эффектов. В аппарате происходит преобразование энергии низкой концентрации в энергию высокой локальной концентрации в неустойчивых точках структуры вещества. Пространственная и временная концентрация энергии позволяет получить большую мощность импульсного энергетического воздействия, совершить энергетическую накачку, высвободить внутреннюю энергию вещества, инициировать многочисленные кван-
товые, каталитические, ценные, самопроизвольные, лавинообразные и другие энергонасыщенные процессы [13].
Разработанный ГКА (рис. 1) содержит входной патрубок 1 и выходной патрубок 2, корпус 3, внутри которого установлены роторы 4, 5, 66, 7 и статоры 88, 9, 10, 1Р, торцевые крышки 12, вал 13 [14]. Роторы и статоры представляют собой рабочие пары статор-ротор со щелями в боковых стенках и рабочими камерами 14.
Предварительно подготовленный материал с измельчёнными частицами через входной патрубок 1 поступает в ГКА 2. В процессе функционирования обрабатываемая смесь, находящаяся в рабочей камере 14, разгоняется в направлении щелей ротора 4, 5, 6, 7. В момент перекрытия кольцом статора 8, 9, 10, 11 щелей ротора скорость движения потока резко снижается и прерывается, происходит гидравлический удар, сжимающие усилия через жидкость передаются на частицы твёрдых веществ, деформируя их. При совмещении щелей ротора и статора нагрузка с частицы снимается и она испытывает деформацию растяжения. При выходе из щели ротора в щель статора материал попадает в поле кавитационных импульсов, образованных расширением щели в рабочей камере. Под воздействием схлопывающихся пузырьков среды разрушаемая частица получает дополнительное разрушение от знакопеременных нагрузок. Большая суммарная поверхность кавитационных пузырьков обеспечивает интенсивный диффузионный обмен между жидкой и газовой фазами, в результате чего происходит ускорение активирующих реакций.
Последовательно расположенные и однонаправленные на осевом валу 13 ступени устройства при движении потока создают приращение давления и импульсных частот, близких к ультразвуку, от входного патрубка 1 к выходному 2. Это позволяет получить на выходе каждой из последующих ступеней более высокую степень смешения, активации и гомогенизации обрабатываемого материала. При переходе потока из одной ступени в другую кратно повышается давление, которое способствует увеличению частоты гидро-кавитационных импульсов. Изменение частоты определяется конструкцией рабочих пар, формой и количеством щелей статора и ротора. Увеличение импульсной частоты способствует мелкодисперсному измельчению твердых частиц в непрерывном потоке. Дисперсность частиц увеличивается от ступени к ступени в соответствии с увеличением резонансной частоты измельчения.
Процесс движения обрабатываемого материала в ступени с рабочей парой статор-ротор функционирующего ГКА показан на рис. 2. Общая схема рабочей пары статор-ротор ГКА представлена на рис. 3.
Обрабатываемая среда поступает под давлением в патрубок 4 и конфузор 10 в полость ротора 7, попадает на отражатель 11. Затем через щели 8 ротора 7 и щели 6 статора 5 проходят в рабочую камеру 9 и выводятся из аппарата через патрубок 3. Обрабатываемая среда, проходя конфузор, значительно увеличивает скорость истечения и, попадая на отражатель, образует кавитационную полость. В полости ротора среда подвергается дополнительному акустическому воздействию при возникновении интенсивной кавитации. В аппарате также генерируются гидроакустические колебания, вызываемые периодически перекрываемыми щелями ротора и статора. Частота этих колебаний зависит от угловой частоты вращения ротора и числа щелей в роторе и статоре.
Несколько рабочих пар статор-ротор разработанного ГКА прадставлены на рис. 4. Процесс уатановки стетора и рабочей пары па консоль одной! из ступеней аппарата представлен на рис. 5.
Рис. 2. Схема движения обрабатываемого материала в ступени
9 6 5 &? 2 4 ¡(Г
2 1 П
Рис. 3. Схема рабочей пары: 1 - корпус; 2 - выходной патрубок; 3 - крышка; 4 - выходной патрубок; 5 -статор; 6 - щели в боковых стенках; 7 - р отор со щелями в боковых стенках; 8 - щели ротора; 9 - рабочая камера; 10 - конфузор; 11 - отражатель
Рис. 4. Рабочие пары ГКА
1 2 3 4 5
4 - рабочая камера; 5 - корпус; 6 - зазор между ротором и статором
Процессы, происходящие в щели ротора и статора рабочей пары, схематично показаны на рис. 6.
Благодаря вращению ротора 1 обрабатываемый материал направляется лопастями к внешнему диаметру рабочей камеры 4. В момент перекрытия щели ротора корпусом статора 2 происходит гидроудар. Пра совпадении неелей ротора и стетора материал поступает в эти ще ли и зазор 6. Форма щели статора спосо бствует резкома расширению потока и появлению кавитаци-онных пузырьков, разрушающих частицы и деструктивно воздействующих на материал.
Особое влияние на рабочие характеристики аппарата оказывает зазор между ротором и статоромв рабочей ступени. Доля центробежного давления в зазоре тем больше, чем больше величине! самого едекоа. Изменение величины зазора оказывает значительное влияние на вели- 790 —
й м-'-'с
0,004 0,003 0,002 0,001
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 На
Рис. 7. Зависимость объемного расхода от перепада давлений между ротором и статором от угловой скорости вращения ротора: 1 - 5 = 0,055 мм; 2 - 5 = 0,1 мм; 3 - 5 = 0,15 мм; 4 - 8 = 0,2 мм; 5 - 8 = 0,25 мм; ▼ - ю= 250 с"1; ▲ - со= 150 с"1; • -со= 50 с-1
чину объемного расхода, то есть с увеличе нием зазора для возникновения эффе кта кавитации необходимы большие расходы обрабатываемой среды. Рост зазора сокращает пределы кавита-ционного [ежима раЛоты. Зазор между ролором и статором ступени лежит в пределах 0,1-0,5 мм. При вращении ротора зазор изменяется на величин}' ±2...5 % от его среднего значения, что достаточно доля осуществления эффективного режима работы, необходимого для интенсификации проводимых тбхнологических процвксов. При выходе из зазора в рабочкю камеру ротора обрабатываемая срсда резко теряет скорость, а при входе в щели ротора скорость резко возрастает, что приводит к дополнительной турбулизации потока о брабатываемой среды [15].
Рассмнтрим впияние зазора между ро тором и статором, скорости вращения ротора и давления в роторе от перепада давления между ротором и статором ЛРз!цор. Построения выполнены исходя из производительности ГКА не более 20 м3/ч. Графические завис имлс ти прзделавлены на рис. 7 [16].
Представленные результаты показывают, что изменение величины зазора оказывает значительное влияние на величину объемного расхода. При росте зазора для возникновения кавитации, признаком которой служит изменение угла наклона графических прямых, необходимы большие расходы обрабатываемой среды. Следовательно, уменьшение зазора расширяет пределы кавитационной работы ГКА.
Для определения влияния размера зазора между ротором и статором на гидравлическое сопротивление изучим изменение коэффициента гидравлического сопротивления при работе ГКА в режиме кавитации. График зависимости коэффициента гидравлического сопротивления от коэффициента кавитации КСтах представлен на рис. 8 [6]. Из графиков следует, что в пределах одной величины зазора при увеличении КСтах значение коэффициента гидравлического сопротивления возрастает незначительно.
V
т__.
О К. 0,4 09 0.4
Рис. и Завиеимасть коэффициента гидравлического сопротивления от коэффициента кавитации: 1 - 8= 0,01 мм; 2 - 8= 0н02 мм; 3-8= 0,03 мм; 4 -8= 0,040 мм
О 30 4Й 6(1 80 й
Рис. 9. Зависимости коэффициинта кивисации от критерия Струхвня: 1 - 8= 0,01 мм; 2 - 8= 0,02 мм; 3 - 8= 0,03 мм; 4 - 8= 0,04 мм
-4
- 3
□ 10 30 .»О 40 ЯР
Рии. 19 Зависимость коэффициента кавитации от критерия Струхаля: 1 -с а = (РцСВ-^^ мм; 2 -т 8 = 0,03 мм; 3 -8 = 0,022 мм; 4 - 8 = 0 ,01 мм
О 46 ЯЛ 12Г> )Й) МО го, с '1
Рис. 11. Зависимости коэффициента кавитации от угловой спорости вращоения ротора: 1 - 8 = 0,04 1мм; 2 -с 8 = 0,03 мм; 3 - 8 = 0,02 мм; 4 - 8 = 0,01 мм
Для определения критического коэффициент; кавитации Стайлса тИскр, характеризующего исчезновение кавитационных импульсов давления для различных режимов в результате их обработки, представ лег на графическия информация, изображенная на рис 9 [6]. Из анализа графиков следует, что при увеличении зазора между ротором и статором и критерия Струхаля Sh величина критерия КОр снижаится. Рост зазора уменьшает пределы кавитационного режима работы. Таким образом, для возникновтния кпвитации необходимо увеличивать сбъемный расход среды через аппарат.
Для определения зазора для создания режима наиболее интенсивной кавитации графически смоделированы зависимости коэффициента кавитации. Эти зависимости показаны на рис. 10 и 11.
Анализ графиков подтверждает, что рост зазора сокращает пределы кавитационного режима работы. Максимально допустимый зазор для исследования гидравлических характеристик модели ГКА равен не более 0,1 ± 0,02 мм [17].
На практике при изготовлении торцовой поверхности ротора реальных размеров величины допусков на торцовое биение, допусков на посадочный зазор в подшипниках, погрешности сборки в сумме составляют до 10 % от величины зазора, имеющего в реальных аппаратах величину 0,05...0,1 мм. Таким образом, при вращении ротора зазор изменяется на ±2...5 % от его среднего значения, что достаточно для осуществления промышленного режима работы ГКА, необходимого для интенсификации проводимых процессов. При малой величине зазора расход через зазор значительно меньше общего расхода через ГКА. При оптимальном зазоре между ротором и статором мощность, затрачиваемая на вращение ротора, минимальна. Для жидких сред оптимальное значение зазора составляет 8-10-4...8-10-3 мм.
При увеличении или уменьшении зазора от оптимального значения возрастает диссипация энергии. При высоких скоростях вращения основная диссипация энергии происходит за счет касательных напряжений на стенке ротора. Использовав закон Ньютона и перейдя от безразмерных величин 1С размерным в выражени и дляопределения градиента скорости, полу чаем зависимости диссипируемой мощности в зазоре в момент пуска ГКА ат критериев подобия Re, Яеф, 8ИФ и 5. На рис. 12 показаны характерные графические зависимости такого процесса.
В начальный момент времени для вссх орафиков имеется максимум мощности, затем графики стремятся к величине мощности, соответствующей установившемуся режиму. С увеличением 11а и S 1ц. мощность растет, а с увеличением 11е и 5соответственно уменьшается.
Благодаря процессам трения в зазоре между статором и ротором в ступенях ГКА происходит также генерирование тепла и, как следствие, нагрев обрабатываемого материала. Величина теплообрагавания зависит от количества энергии, диссипируемой в зазоре. При вращении ротора ступани аппарата о брабатываемый материал нагревается за счет диссипации энергии. Количество тепла, переданное обрабатываемой среде за счет трения в зазоре, равно количеству энергии, диссипируемой в зазор«; при вращении ротора. В реальных условиях чагть обрабатываемой среды, проходящая через зазор и нагревающаяся в нем за счёт генерирования тепла, затем смешивается с основны м по током, по этому повы шение температуры среды, прешедшей
N. -Г--------г-
Вт
О 05 1 1с
Рис. 12. Зависимости энергии выделяемой в заз оое от мощности и времени
(а) (б)
Рис. 1 3. Формы щелей ротора и статора, ограниченные произвольной кривой (а) и трапециевидной формы (б)
через зазор, незначительно и зависит от соотношения пропускной способности зазара и общего расхода аппарата [1С].
На режим течения обрабатываемой среды в ГКА оказыаает влияние большое количество факторов, в том числе форма поперечного сечения щелей ротора и статора (рис. 13). Форма поперечного сечения щелей статора и ротора существенного влияет на площадь проходного сечения системы «щаль ротора - щель статора» [19].
Аналитические рзсчёты специфики взаимодействия статора и ротора и тзаимного рас-полтжения в формы их щелей позволяют сделать еледующие выводы: независимо от формы щелей скорость изменения площади в заключительный момент прерывания потока определяется наименьшей из высот щелей ротора или статора и скоростью ротора; для увеличения расхода через аппарат щели ротора и статора следует выполнять с одинаковым прямоугольным сечением с высотой, равной высоте ротора или статора (рис. 14); для увеличения эффективности кавитационной обработки жидких сред в аппарате необходимо щели ротора и статора выполнять с одинаковым сечением, близким по форме к треугольным (рис. 15), причем при вращении ротора острие одного треугольника должно двигаться навстречу другому. В этом случае скорость изменения площади проходного сечения в момент закрывания щелей статора и ротора и глубина импульса, возбуждающего кавитацию, максимальны, а расход снижается, поэтому на единицу массы обрабатываемой среды приходится большее энергетическое воздействие [20].
На эффективное разрушение частицы в устройстве оказывает влияние и такой параметр, как резонансное разрушение частицы при нескольких последовательных гидроударных импульсах. Такие импульсы совпадают с частотой собственных колебаний частицы, что приводит к возникновению эффекта резонанса, который положительно воздействует на процесс разрушения частицы [21].
Конструктивной особенностью разработанного ГКА служит технологическая проточ-ность благодаря многоступенчатости. Каждый элемент ступени установлен однонаправленно
Рис. 14. Прямоугольная форма щелей статора и ротора
Рис. 15. Треугольная форма и взаимное расположение щелей ететора и ротора
своими выходами в последующим ступеням. Количество щелей одной0 рабочей пары етатор-ротор одинаково, но возрастает кратно в каждой из последующей ступеней от входноге па-трубеа ке выходному при неизмееной пропускной способности каждой сту пенни. Наиболее активными рабочими зонами еп перета являются зезо. мех бу ротором и статором, о также щели статора. При переходе обрабатываемого материала из одной ступени в другою кратно повы-шаетея давление, котороо способствует увел ичению частоты гидрокавитационных имоульсов. Изменение частоты импуль сов и их качества определяееео конетрукцией рабочих; пар, кратностью увеличения давления и частотеЫ вр ащения роторе. Увеличение частоты снос обстбует рассеянию и гомосенизаци и частиц в потоке. Дисперсность частиц увеличивает ся от ступени к ступени с снответствии с ростом резонансной чангосыизмельчения [П2С.
Токим образом, эффективная р абота ГКА определяется многиыи параметрами: чи слом, формой и пезмер ом щелей в статоре и роторе, пропуск, ной спос обностью сту пени, оаетот ой вращения роторе, исходным размером поступающей на обработку частицы, давлением т рабочей камере, аилой гидоондара, инт енсивностью диффузионного обмена между воздушн ой и жидкой средами, степенью кавитационного воздействия, достаточностью импульсов для резонансного разрушения частицы, частотами на разряжение в статоре и на сжатие в роторе. В зависимости от требуемого состава обрабатываемого материала подбирают число ступеней апперота и часто оныс характ еристики каждой из них. Для создания эффектовного пр о-цесса обработки маомриала в ГКА предусметривается такоя последоватеоьность конструктивно различных ступенсй, кнторая п озволяет получать высокодисперсные активироваеные однородные системы.
При работе ГКА происходит целый ряд гидромеханических, массообменных и тепловых процессов, которые реализуются комплексно или самостоятельно в зависимости от заданных параметров [23]. Классификация технологических процессов, реализуемых в ГКА, приведена на рис. 16.
Технологии и технологические комплексы на базе ГКА позволяют получать высококачественные активные растворы, эмульсии, экстракты, помолы и суспензии. В технологический комплекс кроме ГКА входит стандартное оборудование для дозирования, нагнетания и подачи жидкостей и компонентов продукта, их нагрева и охлаждения, приборы контроллинга и учёта,
Рис. 16. Схема классификации технологических процессов, реализуемых в ГКА
ёмкости предварительного смешивания и временного хранения компонентов. Те хнологический комплекс для интенсификации процессов обезмеживания, дефосфоризации, десулифурации руд предативлкн на рис. 17.
Подготов ленные материалы подают в рециркуляцион ную ёмкости 6, где происходит процесс перемешивания жидкой и твёрдой составляющей. Тщательно перемешанную композицию подают на вход ГКА 1, который последовательно в процессе работы в каждой из ступеней доизмельчается, попадает в поле кавитационных и гидроударных разрушающих импульсов. В аппарате происходит интенсификация процесса обезмеживания, дефосфоризации, десуль-фурации обрабатываемой руды, а также её активация и диспергирование. После чего обработанная среда поступает в накопительный резервуар 6 и далее в технологический процесс производства.
На рис. 18 представлена многофункциональная пилотная установка на базе разработанного ГКА.
В настоящее время существует огромный потенциал возможности применения ГКА в промышленности с широким спектром номенклатуры производимого продукта. Технологические комплексы на базе аппарата проектируются таким образом, чтобы были задействованы и давали наибольшую отдачу основные факторы воздействия на обрабатываемую среду. Перспективные направления применения ГКА в металлургии, например, приведены на рис. 19.
В крупном промышленном производстве, а также когда оправдано применение аппарата для проведения только одного технологического процесса, наиболее эффективным является использование специально спроектированного ГКА для конкретного технологического процесса. Благодаря целому ряду технологических процессов, реализуемых комплексно или само- 796 -
Рис. 17. Технологический комплекс для интенсификации процессов обезмеживания, дефосфоризации, десульфурации руд на базе ГКА: 1 - ГКА, 2 - соединительная муфта, 3 - электродвигатель, 4 - трубопроводная арматура, 5 - вентили, 6 - ёмкость рециркуляции обрабатываемой среды, 7 - вал мешалки, 8 - импеллер мешалки, 9 - фланец, ГО - смотровое окно, 11 - дозатор подачи обрабатываемой среды, 12 - кавитометр, 13 - манометр, 14 - расходомер, 15 - датчик контроля оборотов
Рис. 18. Многофункциональная пилотная установка на базе ГКА: 1 - приводной асинхронный двигатель с тиристорным регулирсванием; 2 - многоступенчатый гидроударно-кавитационный аппарат проточного типа; 3 - тбольная крепежная опора; 4 - пртборы регистрации мгновенного давления, расхода и кавитации
Перспективные направления применения ГКА в металлургической промышленности
Переработка отвалов металлургических комбинатов для извлечения полезных компонентов
Замена энергоёмких шаровых мельниц на более энергоэффективные ГКА
Ускорение процессов обезмеживания, дефосфоризации, десульфурации руд
Приготовление композиции для ректификации
Интенсификация производства глинозема и механоактивация нанопорошков тяжелых сплавов
Использование в технологических схемах подготовки материалов, требующих сверх тонкого измельчения
Приготовление мелкодисперсных смазочно-охлаждающих жидкостей с повышенным сроком службы
Повышение реакционной способности материала и увеличение годного в пиро- и гидрометаллургических процессах
Приготовления модифицированного топлива с пониженным содержанием серы для обжиговых печей
Вскрытие частиц материала без механических повреждений с помощью гидрокавитационного воздействия
Введение присадок на межмолекулярном уровне для снижения вязкости, зольности, серы, температуры застывания металла
Производство анодной массы со сниженным содержанием связующего
Рис. 19. Схема перспективных направлений применения ГКА в металлургической промышленности
стоятельно в ГКА, представленный перечень перспективного применения технологического помплекса на базе данного аппарата в ра зличныых отраслях промыышленности до вольно разнообразен и далеко не вкончателен.
Список литераууры
[1] ФрейдинАМ., Шалауров В.А., АнушенковА.Н. Пат. РФ 21696р5 // Б. И. 2001. № 18.
[2] Анушенков АЛ, Штеле В.И Пат.СССР ШБ^О // Б. ИИ . 1992 № 4 4.
[3] Штеле ВЛ., Аоушенлов АЛ, Фолипгюв Ю.М., Кондрнтьев С.А. Пат. 1789794 СССР // Б. И. 1993 № 3.
[4] Фризоргер В.К, Манн В.Х, Анушенков А.Н. и др. Пат. 2317849 РФ // Опубл. 27.02.2008.
[5] Мозговой В.Г., Алтухов А.М, Анушенков А.Н. Пат. 74084 РФ // Опубл. 20.06.2008.
[6] Мещеряков И.В. // Молодежь и наука: сборник материалов студенческой конференции [Электронный ресурс]. [conf.sfu-kras.ru]. [2010]. UHHL: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2010/ pdf/16/71.pdf.
[7] Фризоргер В.К, Манн В.Х, Анушенков А.Н, Храменко С.А. Пат. 2315711 РФ // Б. И. 2008
№3 .
[8] Фризоргер В.К, Манн ВХ, Анушен ковА Л. и др. ИИ ат. 2317944 РФ //Б. И. 2008 № 6.
[9] Курлрня М.В., Анушенков АЛ, Фрейлин АМ., Шалауров В.А. Пат. ТС38335 РФ) // Б. И. 1999 № 27.
[10] Фыизоргер В.К., Манн В.Х, Анушенков АЛ., Храменко СА. Пат. 2288938 РФ / Опубл. 12.10.2006.
[11] Анушенков А.Н, Бочкарев Г.Р., Леконцев Ю.М. и др. Пат. 2203738 РФ // Б. И. 2003 № 13.
[12] Червяков В.М. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. М.: Машиностроение, 2007. 35 с.
[13] Промтов М.А. // Вестник ТГТУ Томск, 2008. Т. 14. Вып. 4. С. 861-869.
[14] Анушенков А.Н., Мещеряков И.В. Пат. 115690 РФ // Б. И. 2012 № 13.
[15] Червяков В.М., Однолько В.Г. Использование гидродинамических и кавитационных явлений в роторных аппаратах. М.: Машиностроение, 2008. 116 с.
[16] Зимин А.И. Прикладная механика прерывистых течений. М.: Фолиант, 1997. 308 с.
[17] Мещеряков И.В., Анушенков А.Н., Храменко С.А. // Современные технологии освоения минеральных ресурсов. Красноярск, 2012. Вып. 10. С. 311-318.
[18] Промтов М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика. М.: Машиностроение, 2001. С. 76-134.
[19] Анушенков А.Н., Мещеряков И.В. // Современные технологии освоения минеральных ресурсов. Красноярск, 2012. Вып. 10. С. 248-257.
[20] Балабышко А.М. Роторные аппараты с модуляцией потока и их применение в промышленности. М.: Недра, 1992. 176 с.
[21] Анушенков А.Н., Ростовцев В.И., Фризоргер В.К. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. Новосибирск, 2009. Т. 5. С.110-118.
[22] Мещеряков И.В., Анушенков А.Н. // Современная техника и технологии [Электронный ресурс]: [technology.snauka.ru]. [2012]. URL: http://technology.snauka.ru/2012/04/568.
[23] Богданов В.В., Христофоров Е.И., Клоцунг Е.А. Эффективные малообъемные смесители. Л.: Химия, 1989. 420 с.
The Hydroimpact Cavitation Device
Ivan V. Mesheryakov and Alexander N. Anushenkov
Siberian Federal University 79 Svobodny, Krasnoyarsk, 660041 Russia
Structural features of the proposed hydropercussion-cavitation devices are considered. Influence of clearance between rotor and stator on characteristics of the device is analyzed. Parameters of the effective functioning of device depending on sizes of clearance are installed. Cross-sectional shapes of stator and rotor are studied. Basic parameters affecting the efficient operation of device are identified. Classification of the basic processes implemented in device is proposed. As an example of application device is presented technological complex for intensification of dressing, dephosphorization and desulphurization of ores. Multifunctional laboratory installation based on developed device is presented. Perspective directions of application device in the industry are formulated.
Keywords: hydropercussion cavitation device, activation, resonance, grinding, homogenization, mixing, hydroblow, intensification, clearance.
