Delist.ru

Определение параметров процесса и мобильного комплекса ультразвуковой очистки грунтовых сред от нефтяных загрязнений (16.11.2009)

Автор: Гаглоев Дмитрий Аликович

Развитие методов и средств ультразвуковой жидкостной технологии как в нашей стране, так и за рубежом происходило на базе физических исследований Л.Д. Розенберга, А.С. Бебчука, Б.А. Аграната, В.И. Башкирова, Ю.И.

Китайгородского, В.М. Приходько, Е. Непайраса, Р. Полмана, В. Ниборга и ряда других выдающихся ученых, работавших в области физики кавитационных и других акустогидродинамических явлений.

Ультразвуковое оборудование независимо от его назначения состоит из двух основных частей: электрической и ультразвуковой.

К электрической части относится оборудование, предназначенное для создания электрических колебаний и управления ими.

Ультразвуковая часть содержит следующие основные узлы:

- преобразователь электрических колебаний в упругие;

- волновод, служащая для передачи и трансформации упругих колебаний;

- излучатель или рабочая часть.

В нашей стране широкое применение получили магнитострикционные ультразвуковые преобразователи с излучателем в виде изгибно-колеблющейся пластины. Использование плоских магнитострикционных излучателей может быть рекомендовано для очистки изделий несложной формы с плоскими очищаемыми поверхностями достаточно большой протяженности.

Определенные технологические преимущества могут быть достигнуты применением цилиндрических магнитострикционных излучателей, создающихся сходящееся акустическое поле, эффективно воздействующее одновременно на всю поверхность очищаемых материалов.

Однако опыт эксплуатации плоских и цилиндрических излучателей на промышленных предприятиях выявил существенный недостаток - неудовлетворительное качество очистки материалов сложной формы из-за неравномерного поля излучения (у плоских излучателей) и отсутствия интенсивных акустических потоков (у цилиндрических излучателей).

Проведенные Пановым А.П., Пискуновым Ю.Ф., Ивановой Т.Н., Приходько В.М., Кудряшовым В.А. и др. исследования показали, что за счет увеличения удельной акустической мощности в жидкости можно интенсифицировать процесс кавитационного разрушения в ближней к излучающей поверхности зоне, а также резко увеличить скорость акустических потоков, что в сочетании с ростом количества пульсирующих пузырьков создает все условия для решения поставленной задачи по отделению и перемещению загрязнений из очищаемой области.

В стержневых колебательных системах увеличение удельной акустической мощности осуществляется за счет уменьшения эффективной площади излучения по сравнению с плоскими и цилиндрическими излучателями.

В результате проведенных исследований была выдвинута гипотеза о том, что ультразвуковой метод очистки позволит удалять загрязнения органической природы не только с твердых поверхностей, но и с мелкофракционных грунтовых сред.

Предполагается, что ультразвуковое воздействие, оказываемое на загрязненный грунт, позволит получить более высокое качество очистки, по сравнению с другими методами, при условии высокой производительности процесса.

Во второй главе представлена методика экспериментальных исследований процесса ультразвуковой очистки нефтезагрязненного грунта.

Основными исследуемыми технологическими параметрами процесса ультразвуковой очистки являются:

а) производительность процесса очистки;

б) продолжительность процесса очистки;

в) качество очистки;

г) расход рабочей жидкости.

Производительность процесса очистки – это объем очищаемого грунта в единицу времени (час). В общем виде производительность процесса ультразвуковой очистки определяется по следующей зависимости:

где T – продолжительность процесса очистки грунта, с;

VЗ – очищаемый объем грунтового материала за время T, см3;

Продолжительность процесса очистки грунта T – это время, необходимое для достижения заданной степени очистки.

При проведении экспериментальных исследований, основным контролируемым параметром является качество очистки

Под качеством очистки понимается наличие на очищаемом грунте допустимого количества загрязнений.

При очистке грунта от нефтезагрязнений для оценки качества очистки целесообразным является применение гравиметрического метода, заключающегося во взвешивании образцов грунта до очистки и после нее. При этом за количественную оценку качества очистки принимают степень очистки ?, определяемую как:

где ?G – масса загрязнения, удаленного с поверхности образца грунта с помощью ультразвука (вычисляется как разница между первоначальной массой образца грунта и массой образца после очистки);

Gп - первоначальная масса образца грунта, г;

Gо - масса чистого, обезжиренного образца грунта, г.

К основным факторам, определяющим технологические характеристики процесса ультразвуковой очистки, относятся:

а) вид излучателя и его расположение относительно очищаемого грунта;

б) амплитуда смещения излучателя;

в) размеры фракций очищаемого грунта;

г) степень загрязнения;

д) влажность грунта.

На основании теоретических исследований был сделан вывод о том, что при проведении эксперимента следует использовать излучатели трех видов:

а) излучатель поршневого вида;

б) излучатель стержневого вида;

загрузка...