ВВЕДЕНИЕ 9
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 10
1.1 Анализ существующих способов перемешивания бингамовских сред. 10
1.1.1 Способ центробежного перемешивания жидкости посредством
центробежного гомогенизатора 10
1.1.2 Способ перемешивания жидкости, реализованный в роторно¬пульсационном аппарате 11
1.1.3 Вибрационный способ перемешивания, реализованный в устройствах
вибрационных смесителей 13
1.2 Анализ видов течений жидких сред 15
Выводы по разделу один 16
2 КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 17
2.1 Разработка предлагаемого способа вибрационного перемешивания
бингамовских смесей 17
2.2 Описание работы вибросмесителя 18
Выводы по разделу два 27
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ 28
3.1 Создание объектов и данных для проведения экспериментального
расчета перемешивания бингамовских смесей 28
3.2 Анализ результатов суперкомпьютерного моделирования процессов
перемешивания эмали 35
3.3 Анализ зависимости скоростей потоков от профиля отверстий с
переменным сечением 42
3.4 Сравнительные показатели формируемых потоков при перемешивании
бингамовской среды 43
3.5 Влияние количества отверстий на длину пути перемешивания 44
3.6 Зависимость длины пути перемешивания от скоростей
встречных потоков 45
Выводы по разделу три 47
4 БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ 48
4.1 Воздействие вибраций на организм человека и методы борьбы 48
4.2 Безопасность работы на компьютере 50
4.3 Обеспечение электробезопасности 51
4.4 Пожарная безопасность 52
4.5 Определение основных параметров микроклимата при
работе с ЭВМ 55
4.6 Мероприятия по ограничению облучения населения в условиях
радиационной аварии 59
Выводы по разделу четыре 62
5 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 63
5.1 Характеристика вибросмесителя 63
5.2 Ориентировочный расчет себестоимости изготовления аппарата свибросмесителем совмещенным с вентильно-индукторным приводом 63
Выводы по разделу пять 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 72
Обеспечение высоких результатов при производстве различных жидких технологических сред возможно только на базе использования в промышленности современных достижений науки и техники. Одной из совершенствования технического производства является гидромеханических процессов, в частности перемешивания гомогенизации) смазочно охлаждающих жидкостей, буровых промывочных жидкостей, таких систем как жидкость-жидкость с получением эмульсий. При этом большое внимание уделяется увеличению скорости протекания гидромеханических процессов. В ряде случаев действующее оборудование не обеспечивает смесь требуемого качества.
Задачами дипломной работы является:
- Анализ существующих проблем при приготовлении и восстановлении жидких технологических сред;
- Совершенствование процесса перемешивания;
- Совершенствование конструкции вибросмесителя с электромеханическим виброприводом на основе ВИП;
- Имитационное моделирование процесса виброперемешивания и выявление наивыгоднейших режимов работы аппарата;
- Анализ режимов при которых получают различные виды турбулентных
потоков
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы рассмотрено получение суспензий за счет углубления турбулизации путем увеличения циркуляции потоков и исключения застойных зон предложен усовершенствованный аппарат с вибромешалкой, в котором реализован принцип действия, заключающийся в создании в жидкой среде встречных вращающихся затопленных струй путем сообщения им, посредством рабочего органа, совместного вращения и радиально-осевых колебаний, причем изменяя параметры колебаний рабочего органа управляют траекториями встречных затопленных струй, перераспределяя радиальную и осевую составляющую скорости их движения, тем самым увеличивают длину их пути перемешивания.
Рассмотрена методика поэтапного компьютерного эксперимента в программе FlowVision. Представлены результаты суперкомпьютерного моделирования процесса перемешивания эмали, а также определены интервалы времени стабилизации формирования смешанных потоков. Рассмотрена зависимость скорости потоков от профиля отверстий с переменным сечением. Выполнено сравнение пропеллерного и предлагаемого способа перемешивания. Показано влияние количества отверстий на длину пути перемешивания. Рассмотрена зависимость длины пути перемешивания от скоростей встречных потоков.
Результаты компьютерного моделирования виброперемещений рабочего органа аппарата с вибромешалкой позволяют численно определять координатные составляющие скорости движения встречных вращающихся затопленных струй, а также визуализировать формирование траекторий их движения.
Для компьютерного моделирования быстро-протекающих процессов виброперемешивания бингамовских сред применен топологический метод. А суперкомпьютерные ресурсы ЮУрГУ и программное обеспечение FlowVision позволили визуализировать и оптимизировать технологические параметры
получения много-компонентных смесей.
Экспериментальные исследования показали, что применение аппарата с вибромешалкой позволяет получать устойчивые во времени эмульсии, например, при приготовлении эмульсии для композиционных покрытий.
Результаты исследований явились основой научной статьи в журнале «Вестник ЮУрГУ».
Работа проведена в рамках Госзадания на 2017-2019 г.г. Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект №9.7960.2017/ВР).
