Введение
1 Применение диспергирования жидкостей и необходимость использования новых перспективных способов диспергирования 13
1.1 Способы диспергирования жидкостей 13
1.1.1 Гидравлическое диспергирование 14
1.1.2 Механическое диспергирование 16
1.1.3 Пневматическое диспергирование 17
1.1.4 Электростатическое диспергирование 18
1.2 Анализ состояния процессов химических технологий, основанных на диспергировании жидкостей 19
1.2.1 Мокрая очистка газов от дисперсных примесей 19
1.2.2 Очистка газов от примесей 22
1.2.3 Распылительная сушка 25
1.2.4 Проблемы распылительной технологии, перспективные способы диспергирования жидкостей 26
1.3 Принцип и физический механизм ультразвукового диспергирования жидкостей 28
1.3.1 Классификация способов ультразвукового диспергирования жидкостей 29
1.3.2 Механизмы каплеобразования при диспергировании жидкости в слое : 34
1.3.3 Анализ факторов, влияющих на эффективность ультразвукового диспергирования 37
1.4 Практическая реализация и применение ультразвукового диспергирования 38
1.4.1 Существующие ультразвуковые аппараты для диспергирования жидкости 39
1.4.2 Структура ультразвукового оборудования для диспергирования жидкости 43
1.5 Постановка задач исследования 46
2 Теоретическое исследование процесса ультразвукового диспергирования жидкостей с целью установления оптимальных режимов ультразвукового воздействия 49
2.1 Анализ физического механизма процесса диспергирования жидкостей путем кавитационного возбуждения капиллярных волн... 49
2.1.1 Определение зависимости звукового давления в слое диспергируемой жидкости от толщины этого слоя 52
2.1.2 Определение радиуса кавитационного пузырька в зависимости от факторов, влияющих на процесс кавитации 56
2.1.3 Определение величины амплитуды давления во фронте ударной волны, возникающей при захлопывании кавитационного пузырька 66
2.1.4 Определение амплитуды капиллярных волн, возникающих на поверхности жидкости 71
2.2 Теоретические основы управления процессом ультразвукового диспергирования 75
2.2.1 Контроль толщины слоя диспергируемой жидкости 75
2.2.2 Определение вязкости диспергируемой жидкости 80
3 Исследование процесса и выявление оптимальных режимов ультразвукового диспергирования 82
3.1 Подтверждение кавитационной природы диспергирования жидкостей 82
3.2 Разработка экспериментального стенда для определения оптимальных условий диспергирования 90
3.2.1 Принцип электромеханических аналогий 92
3.2.2 Выбор материалов для проведения экспериментальных исследований 94
3.2.3 Методика проведения экспериментальных исследований 95
3.2.4 Определение собственных характеристик колебательной системы и коэффициентов пропорциональности между измеряемыми электрическими сигналами и соответствующими физическими величинами 96
3.2.5 Определение оптимальных условий ультразвукового диспергирования 103
Практическая реализация ультразвукового диспергирования жидкости 114
4.1 Разработка способа управления процессом ультразвукового диспергирования 114
4.2 Разработка структурной схемы ультразвукового аппарата для реализации предложенного способа управления процессом ультразвукового диспергирования 116
4.3 Создание ультразвуковых аппаратов, реализующих предложенный способ управления процессом диспергирования 118
4.3.1 Разработка схемы электрической принципиальной электронного генератора ультразвуковой частоты 118
4.3.2 Разработка ультразвуковых колебательных систем для диспергирования жидкости 122
4.3.3 Разработка рабочих инструментов для диспергирования жидкостей 124
4.4 Подтверждение эффективности разработанного способа управления процессом диспергирования в реальных технологических процессах 127
4.4.1 Нанесение фоточувствительного слоя на поверхность кремниевой пластины путем диспергирования фоторезиста 128
4.4.2 Применение ультразвукового диспергирования для химико-механического полирования полупроводниковых пластин 132
4.4.3 Применение ультразвукового диспергирования для оптимизации процесса тепловой сушки жидких растительных
экстрактов : 136
Заключение 140
Список использованных источников
