Введение
1 Анализ состояния ультразвуковых технологических аппаратов 13
1.1 Процессы химических технологий, реализуемые или интенсифицируемые за счет ввода в технологические среды механических колебаний ультразвуковой частоты высокой интенсивности 13
1.1.1 Параметры эффективности ультразвукового воздействия на химико-технологические процессы 13
1.1.2 Эффекты второго порядка при распространении в жидкой среде ультразвуковых колебаний высокой интенсивности 14
1Л .3 Ультразвуковое отстаивание 20
1.1.4 Ультразвуковое центрифугирование 21
1.1.5 Ультразвуковое диспергирование 23
1.1.6 Ультразвуковое получение прямых и обратных эмульсий 26
1.1.7 Влияние ультразвука на сорбционные процессы 27
1.1.8 Ультразвуковая очистка 29
1.1.9 Ультразвуковая экстракция 31
1.1.10 Влияние ультразвуковых колебаний на химические процессы 33
1.2 Анализ современного состояния ультразвуковых технологических аппаратов 35
1.2.1 Энергетические характеристики ультразвукового технологического оборудования 36
1.2.2 Ультразвуковые технологические аппараты химических производств 40
1.2.3 Недостатки ультразвукового технологического оборудования... 45
1.3 Роль ультразвуковой колебательной системы в составе ультразвукового технологического аппарата , 46
1.3.1 Основные характеристики колебательной системы 46
1.3.2 Конструкций и составляющие колебательной системы 50
1.3.3 Недостатки колебательных систем 55
2 Инженерный расчет пьезоэлектрических полуволновых ультразвуковых колебательных систем 59
2.1 Определение размеров составляющих ультразвуковых колебательных систем 59
2.1.1 Обоснование выбора полуволновой конструкции ультразвуковой колебательной системы 59
2.1.2 Обоснование выбора ступенчато-экспоненциального концентратора 61
2.1.3 Обобщенный вид колебательной системы с основными геометрическими размерами 63
2.1.4 Методика расчета полуволновой пьезоэлектрической ультразвуковой колебательной системы 65
2.2 Расчет ультразвуковых колебательных систем методом конечных элементов 70
2.2.1 Проверка адекватности расчета ультразвуковой колебательной системы методом конечных элементов 71
2.2.2 Определение вида и формы плавного перехода ультразвуковой колебательной системы 73
2.2.3 Определение оптимального местоположения пьезоэлектрических элементов 75
2.2.4 Согласование с обрабатываемой средой 79
2.3 Практические конструкции ультразвуковых колебательных систем различного технологического назначения 80
3 Разработка и проектирование колебательных систем с различными рабочими инструментами для ультразвукового воздействия на эмульсии и суспензии 83
3.1 Проектирование и разработка рабочего инструмента с излучающей поверхностью заданной площади 84
3.2 Проектирование и разработка грибовидных рабочих инструментов ультразвуковой колебательной системы 89
3.3 Проектирование и разработка пассивных грибовидных рабочих инструментов 96
3.4 Проектирование и разработка активных рабочих инструментов... 98
3.5 Крепление рабочих инструментов к колебательной системе 99
4. Особенности применения пьезоэлектрических ультразвуковых систем на примере малогабаритных ультразвуковых технологических аппаратов 101
4.1 Методы измерения энергетических характеристик ультразвуковых технологических аппаратов 101
4.2 Исследование функциональных особенностей применения ультразвуковых реакторов на примере процессов экстрагирования растительных материалов 104
Заключение 113
Список литературы 114
Приложение А 126
