Учёные Донского государственного технического университета (ДГТУ) разработали математическую модель гидродинамической кавитации. Эта инновационная модель может быть использована при создании устройств для очистки воды и обработки жидких углеводородов.
Кавитация — это процесс образования пустот в жидкости из-за локального снижения давления. Схлопывание этих пузырьков создаёт высокую плотность энергии на единицу объёма. Этот метод используется для различных целей, таких как очистка сточных вод, стерилизация жидкости, уничтожение микроорганизмов без применения химических реагентов и обработка жидких нефтепродуктов.
Новая математическая модель позволяет анализировать параметры жидкости для определения необходимой интенсивности кавитации. Раньше для оценки работы устройства на конкретной жидкости требовалось собрать установку и провести реальный эксперимент, что затрудняло внедрение кавитации в промышленность. Теперь благодаря разработанной модели нет необходимости в изготовлении оборудования и проведении экспериментов.
В ходе исследования было проведено более 400 экспериментов. В них изучались как отдельные параметры жидкости, так и их комплексное влияние на интенсивность кавитации. Особое внимание уделялось эффективности обработки в средах, близких по свойствам к сточным водам. Также исследовалось влияние изменений параметров обрабатываемого сырья и характеристик генератора на условия образования и интенсивность кавитации.
Разработанное выражение безразмерного числа кавитации позволяет создавать новые и модифицировать существующие генераторы гидродинамической кавитации, включая распространённые трубки Вентури и устройства с дискретной вторичной частью.
Учет каждого параметра и степени его влияния на интенсивность кавитации позволит в будущем оценивать возможность создания кавитации и её интенсивность, оптимизировать существующие генераторы для обработки жидких многодисперсных сред, а также разрабатывать устройства для предотвращения кавитации в трубопроводах, где она может вызывать разрушительные эффекты.
Источник: nauka.tass.ru