Дослідження конструктивних параметрів кавітаційних насадків та режимів роботи обладнання водопідготовки для тепломереж у Solidworks і практичне використання
Вантажиться...
Дата
2025
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Хмельницький національний університет
Анотація
За останній час зі збільшенням числа досліджень по кавітаційному впливу на рідинні середовища було показано,
що кавітаційні струмені можуть бути практично застосовні у багатьох корисних технологіях. Крім уже широко
використовуваного явища прискорення хімічних реакцій при приготуванні емульсій і суспензій, зміні властивостей та
складу води з'являються нові сучасні технічні рішення використання кавітації. У роботі наведено можливості
програмного продукту SOLIDWORKS Flow Simulation, для вирішення науково-технічної задачі визначення кавітаційних
характеристик досліджуваних насадків. Проведено дослідження конструктивних параметрів кавітаційних насадків у
SOLIDWORKS Flow Simulation на характеристики потоку згідно числа кавітації та проаналізовано максимальну
здатність перемішування потоку рідини для створення інтенсивних умов проведення окислювальних та водневих реакцій
у реальних режимах роботи обладнання та отримано практичне підтвердження працездатності запропонованих рішень.
З отриманих результатів моделювання течії рідини крізь насадки встановлено, що найбільший кавітаційний вплив
здійснюється згідно числа кавітації при вхідному тиску 0,12 МПа. Найкращий ефект перемішування рідини на виході з
насадка отримано у насадку ступеневому на вході та виході. З точки зору технології виготовлення більш технологічним
за виготовленням є насадок ступеневий на вході та виході, який було застосовано в експериментальному обладнанні.
Виготовлено експериментальне обладнання з можливістю застосування індивідуально окремих блоків, а саме
гідростатичного кавітатора, блока омагнічування, вібраційного кавітатора та застосування їх в комплексі. Практичне
застосування впливу на склад водопровідної води оцінювалося зміною покажчиків: рН, загальної мінералізації (покажчик –
TDS), окислювального відновлювального потенціалу (ORP) та аналізом осаду який утворюється за часом після
відстоювання (три доби). Проведені дослідження дають можливість проектування обладнання для водопідготовки для
тепломереж згідно необхідної продуктивності реальних потреб.
Recently, with the increase in the number of studies on the cavitation effect on liquid media, it has been shown that cavitation jets can be practically applicable in many useful technologies. In addition to the already widely used phenomenon of acceleration of chemical reactions in the preparation of emulsions and suspensions, changing the properties and composition of water, new modern technical solutions for the use of cavitation appear. The paper considers the issue of engineering analysis of technical systems by means of computer modeling, in particular, the study of the design parameters of cavitation nozzles using the SOLIDWORKS Flow Simulation engineering analysis system, which allows conducting numerical experiments to determine their characteristics, namely, to determine the cavitation effect on changing the properties and composition of water. The paper presents the capabilities of the SOLIDWORKS Flow Simulation software product to solve the scientific and technical problem of determining the cavitation characteristics of the nozzles under study. The design parameters of cavitation nozzles were studied in SOLIDWORKS Flow Simulation for flow characteristics according to the cavitation number and the maximum mixing capacity of the liquid flow was analyzed to create intensive conditions for oxidative and hydrogen reactions in real operating modes of water treatment equipment for heating networks and practical confirmation of the operability of the proposed solutions was obtained. From the obtained results of modeling the liquid flow through the nozzles, it was established that the greatest cavitation effect is exerted according to the cavitation number at an inlet pressure of 0.12 MPa. The best effect of liquid mixing at the outlet of the nozzle was obtained in the stepped nozzle at the inlet and outlet. From the point of view of manufacturing technology, the stepped nozzle at the inlet and outlet, which was used in the experimental equipment, is more technologically advanced in terms of manufacturing. Experimental equipment was manufactured with the possibility of using individual blocks, namely a hydrostatic cavitator, a magnetization block, a vibration cavitator and their use in a complex. The practical application of the impact on the composition of tap water was evaluated by changing the indicators: pH, total mineralization (indicator - TDS), oxidation-reduction potential (ORP) and analysis of the sediment that forms over time after settling (three days). The conducted studies make it possible to design equipment for water treatment for heating networks according to the required productivity of real needs
Recently, with the increase in the number of studies on the cavitation effect on liquid media, it has been shown that cavitation jets can be practically applicable in many useful technologies. In addition to the already widely used phenomenon of acceleration of chemical reactions in the preparation of emulsions and suspensions, changing the properties and composition of water, new modern technical solutions for the use of cavitation appear. The paper considers the issue of engineering analysis of technical systems by means of computer modeling, in particular, the study of the design parameters of cavitation nozzles using the SOLIDWORKS Flow Simulation engineering analysis system, which allows conducting numerical experiments to determine their characteristics, namely, to determine the cavitation effect on changing the properties and composition of water. The paper presents the capabilities of the SOLIDWORKS Flow Simulation software product to solve the scientific and technical problem of determining the cavitation characteristics of the nozzles under study. The design parameters of cavitation nozzles were studied in SOLIDWORKS Flow Simulation for flow characteristics according to the cavitation number and the maximum mixing capacity of the liquid flow was analyzed to create intensive conditions for oxidative and hydrogen reactions in real operating modes of water treatment equipment for heating networks and practical confirmation of the operability of the proposed solutions was obtained. From the obtained results of modeling the liquid flow through the nozzles, it was established that the greatest cavitation effect is exerted according to the cavitation number at an inlet pressure of 0.12 MPa. The best effect of liquid mixing at the outlet of the nozzle was obtained in the stepped nozzle at the inlet and outlet. From the point of view of manufacturing technology, the stepped nozzle at the inlet and outlet, which was used in the experimental equipment, is more technologically advanced in terms of manufacturing. Experimental equipment was manufactured with the possibility of using individual blocks, namely a hydrostatic cavitator, a magnetization block, a vibration cavitator and their use in a complex. The practical application of the impact on the composition of tap water was evaluated by changing the indicators: pH, total mineralization (indicator - TDS), oxidation-reduction potential (ORP) and analysis of the sediment that forms over time after settling (three days). The conducted studies make it possible to design equipment for water treatment for heating networks according to the required productivity of real needs
Опис
Ключові слова
кавітація, обладнання, насадки, комп’ютерне моделювання, властивості води, cavitation, equipment, nozzles, computer modelin, water propertie
Бібліографічний опис
Душенко О. Дослідження конструктивних параметрів кавітаційних насадків та режимів роботи обладнання водопідготовки для тепломереж у Solidworks і практичне використання / О. Душенко, В. Ткачук, М. Марченко // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences. – 2025. – Vol. 359, No. 6.2. – P. 286-297.