Добірка наукової літератури з теми "Амплітуда коливань"

У роботі розглянуто питання формування пружно-демпфуючих характеристик підвіски зразків колісної військової автомобільної техніки (ВАТ) з умов захисту екіпажу від динамічних навантажень при русі бездоріжжям. Побудовано фізичну модель для дослідження поперечно-кутових коливань зразка колісної ВАТ із нелінійною силовою характеристикою системи підресорення(СП). Для неї побудовано математичну модель поперечно-кутових коливань підресореної частини (ПЧ) під час руху зразка ВАТ вздовж шляху із нерівностями. На базі її аналітичного розв’язку отримано залежність частоти власних поперечно-кутових коливань від амплітуди за різних параметрів, що характеризують пружну силу амортизаторів. Досліджено вплив всієї множини параметрів підвіски зразка ВАТ, а також профілю нерівностей шляху на динаміку ПЧ за різних швидкостей руху. Зокрема встановлено, що для зразків ВАТ із прогресивною характеристикою СП за більших значень величин статичної деформації пружних амортизаторів амплітуда виходу із наступної нерівності є дещо більшою ніж із попередньої. Також за більших величин швидкостей руху вздовж шляху із нерівностями амплітуда поперечно-кутових коливань є меншою. Крім того за однакових швидкостей руху та статичних деформацій пружних амортизаторів амплітуда виходу із нерівності за прогресивної характеристики пружних амортизаторів є дещо меншою, як для регресивної.Ключові слова: бездоріжжя, коливання і вібрації, підвіска автомобіля, колісна ВАТ, поперечно-кутові коливання.

Розглянуто вплив швидкості руху сипкого матеріалу на його амплітудо-частотні характеристики, за умови що частота зовнішнього збурення збігається або наближається до частоти коливання сипкого матеріалу. Встановлено, що попередні дослідження повністю не можуть описати закон руху сипкого матеріалу при його вібраційній сепарації, а дають змогу розглянути тільки часткові випадки руху. Тому запропоновано метод для визначення зміни частоти та амплітуди коливань сипкого матеріалу за певної довільної швидкості його руху вздовж сита вібраційного сепаратора. Побудовано математичну модель руху сипкого матеріалу за умови його горизонтальних коливань у контейнері вібраційного сепаратора. Для побудови математичної моделі використано асимптотичні методи нелінійної механіки. Отримані результати показали, що за великих швидкостей руху сипкого матеріалу вздовж сита вібраційного сепаратора амплітуда та частота його коливань зменшуються, на відміну від невеликої швидкості руху матеріалу вздовж сита. Це призводить до того, що навіть за умови резонансу велика швидкість руху сипкого матеріалу вздовж сита призводить до сповільнення процесу сепарації та зменшення його ефективності. Отримані результати можуть бути використані для подальших досліджень процесів вібраційної сепарації, а також можуть бути узагальнені на складніші моделі середовищ.

Розглянуто спосіб зниження енергетичних витрат при холодильному зберіганні соковитої рослинної продукції шляхом підвищення теплової інерційності та акумулюючої здатності охолоджуваного простору. Засобом підвищення теплової інерційності охолоджуваного простору є тара оригінальної конструкції, виготовлена з полімерного матеріалу, з рідинними прошарками. Запропоновано використання упаковки, що являє собою ящик з кришкою з подвійними стінками. Між зовнішніми та внутрішніми стінками по всьому периметру упаковки передбачений зазор, заповнений рідиною з високою тепловою інерційністю. Проведено дослідження з визначення енергетичних витрат при зберіганні продукту. Результати досліджень при зберіганні плодів яблуні Гала (першого сорту) в упаковках різної конфігурації – експериментальних (з водяними прошарками 7 мм, 17 та 27 мм) і контрольних (без прошарків), показали, що при використанні упаковок з водяними прошарками витрати енергії на зберігання продукту знижуються на 17,5...21,1%. Окрім того, дослідження показали, що в практично рівних умовах зберігання (середній температури в камері і амплітуди її коливань) при застосуванні упаковок з підвищеною теплової інерційністю (акумулюючою здатністю) з водяними прошарками, середній перепад температури плодів за 1 годину зменшився в 1,8...3,6 рази, амплітуда коливань температури плодів зменшилася в 4,9…10,1 рази, втрати маси продукту знизилися на 30,6...38,3%, та дещо зменшилася амплітуда коливань повітря камери. Також для зберігання продукту запропоновано застосовувати стояковий піддон, що містить вантажну платформу, опорний стояковий каркас та знімні елементи з полімерного матеріалу. При цьому знімні елементи установлені по периметру та зверху опорного каркасу. Кожен знімний елемент складається з чотирьох бокових, верхньої і нижньої поверхонь, простір між якими заповнений рідиною з високою тепловою інерційністю.

При побудові різних датчиків часто прагнуть переходити від прямих аналогових методів вимірювання параметрів сигналів до цифрових методів на основі застосування аналогово–цифрового перетворення (АЦП) і мікропроцесорних пристроїв. В даному випадку оцінка параметрів сигналу виходить не з аналізу функції правдоподібності, а з розв’язання відповідних рівнянь, коренями яких є невідомі параметри: частота, фаза і амплітуда сигналу. Наведено формули для розрахунків невідомих параметрів гармонійного сигналу, а також формули для оцінювання похибки розрахунків. Проаналізовано вплив співвідношення періоду дискретизації та періоду коливань на похибку розрахунків. Таким чином, вирішується завдання: за цифровими відліками гармонійного сигналу з амплітудою, що повільно змінюється, визначити максимально достовірні характеристики вихідного аналогового сигналу. Бібл. 9, іл. 4, табл. 2

У статті розглянуто логоепістемічні чинники поняттєво-смисловоговиміру концептосфери глупота. З лінгвокогнітивних позицій окреслений набірсловесного вираження значень ‘дурний’, ‘дурень’, ‘дурниця’. Представлена амплітуда коливань у характеристиці осіб із розумовою недолугістю. Визначено, щосуб'єкт і об'єкти критики нерозумних дій і вчинків у процесах спілкування набувають неоднозначних позитивних і негативних оцінок.

Здійснено огляд останніх досліджень у сфері вібраційної сепарації сипкої сировини. Виявлено, що на продуктивність процесу сепарації впливають не тільки конструкційні характеристики вібраційного сепаратора, зокрема довжина, кут нахилу та ємність робочого корпуса, але й динамічні процеси, які відбуваються у сипкій сировині у процесі сепарації. Ефективність процесу сепарації істотно залежить від взаємовпливу швидкості завантаження, руху сипкої сировини вздовж сита вібраційного сепаратора та її амплітудо-частотних характеристик. На підставі здійсненого огляду встановлено актуальність подальшого дослідження цих параметрів. Використовуючи методи нелінійної механіки, побудовано математичну модель руху шару сипкої сировини по ситу вібраційного сепаратора. При цьому шар сировини моделюється пружною балкою, яка контактує пружно, жорстко або як шарнірно закріплена зі стінками робочого контейнера. Отримано графічні залежності впливу швидкості руху шару сипкої сировини на амплітуду та частоту її коливань. Отримані математична модель та графічні залежності показують, що значне збільшення швидкості руху сипкої сировини вздовж сита призводить до спадання амплітуди та незначного зростання частоти коливань шару завантаженої сировини. Аналогічно і сталі складові швидкостей впливають на збільшення власної частоти коливань сипкої сировини, що відповідно погіршує ефективність проходження частинок крізь сито сепаратора. Невеликі швидкості руху шару сипкої сировини призводять до зростання амплітуди коливання та зменшення частоти коливання, що сприяє підвищенню прохідності частинок сировини та збільшенню продуктивності процесу сепарації. Отримані дослідження дають змогу покращити ефективність процесу сепарування, регулювати процеси, які відбуваються у сипкій сировині та підвищити швидкість її проходження крізь отвори сита. Побудована математична модель може слугувати основою для подальших досліджень зміни фізико-механічних характеристик сипкої сировини на її динамічні показники в процесі вібраційної сепарації.

У статті розглядаються питання підвищення до-вговічності і надійності робочих органів ґрунтооб-робних машин у процесі їх відновлення (виготовлення)з використанням вібраційних коливань, що сприяютьінтенсифікації методів обробки, підвищенню рівнямеханізації та автоматизації багатьох трудоміст-ких технологій. Показано залежність інтенсивностівібраційного зміцнення від наступних факторів: ре-жиму обробки та фізико-механічних властивостейматеріалу оброблюваних деталей. Встановлено, щоосновними параметрами технологічного процесу віб-раційного зміцнення є збурювальна сила віброзбуджу-вача, амплітуда і частота коливань обробногоінструменту, швидкість і час обробки. The article discusses issues of increasing longevity and reliability of working bodies of tillers in the process of recovery (manufacturing) using vibrations that promote intensification processing methods, increase the level of mechanization and automation of many labor-intensive technologies. The dependence of the intensity of the vibration to strengthen the following factors: the mode of processing, physical and mechanical properties of the material machined parts. Found that the main process parameters of the vibration of hardening is the disturbing force exciter, the amplitude and frequency of oscillation of the machining tool, the speed and processing time.

Одним з основних видів зношування робочих органів ґрунтообробних та посівних машин є абразивне зношування. Таке зношування призводить до втрати працездатності леза робочих органів, зокрема зернопосівних машин.Під час виконання механізованих технологічних операцій посіву зернових культур дискові сошники сівалок знижують (втрачають) свою працездатність в разі, коли відстань між їх кромками в місці, де вони сходяться, перевищує 5 мм. Останнє обумовлено зменшенням зовнішнього діаметра дисків і є підґрунтям для заміни дисків.Економічно обґрунтовано здійснення відновлення зношених дисків. Тому у статті розглянуто існуючі методи відновлення робочих органів зернопосівних машин. Запропоновано метод відновлення зазначених деталей з використанням механічних вібраційних коливань обробного інструменту.Основні параметри відновлених дисків, з використанням механічних вібраційних коливань обробного інструменту, порівняно з параметрами відновлених дисків методом наплавлення зношеного шару металу.Експериментально підтверджено, що спосіб відновлення посівних дисків впливає не величину їхнього остаточного ресурсу. Перевагу надано вібраційному відновленню.Проведені дослідження процесу вібраційного зміцнення матеріалу деталей, які сприяють підвищенню якості відновлення дисків сошників зернопосівних машин, що забезпечує їх підвищену зносостійкість і, відповідно, підвищення ресурсу.Встановлено основні параметри обробки при вібраційному зміцненні (амплітуда, частота коливань обробного інструменту, час обробки).Проведеними дослідженнями встановлено характер інтенсивності зношування діаметра дисків сошників і товщини їх леза.Встановлено, що зносостійкість, а отже, і ресурс дисків сошників залежать як від їх параметрів, так і від способу відновлення.Отримані дані стендових випробувань дозволяють розробити і впровадити у виробництво технологію відновлення дисків сошників методом вібраційного деформування.

Важливою особливістю роботи теплообмінників з киплячою рідиною є можливість виникнення в каналах охолодження високочастотних пульсацій тиску (термоакустичні явища). В роботі аналізуються умови виникнення термоакустичних явищ в каналах системи охолодження теплонавантажених пристроїв. Стверджується, що у порівнянні з кипінням з насиченим потоком, кипіння з переохолодженням має більш високу ефективність теплопередачі і кращі характеристики тепловіддавання. Внаслідок високих теплових потоків на поверхні охолодження та при великих недогрівах ядра потоку рідини до температури насичення виникає поверхневе кипіння теплоносія. Визначено, що в таких умовах можливо виникнення високочастотних пульсацій акустичного тиску. Встановлено, що виникнення термоакустичних коливань здатне привести до утворення стоячої хвилі в каналі. Бульбашки киплячої рідини, які розподілені по поверхні труби, можна розглядати в якості гармонійних осциляторів. Представлено математичну модель, що описує генерацію термоакустичних коливань в каналі охолодження. Припущеннями математичної моделі є одномірний рух теплоносія і синусоїдальний закон зміни об’єму парових бульбашок. Вважається, що коливання з високою амплітудою виникають внаслідок резонансу, що спостерігається при збігу частоти вимушених коливань парових бульбашок з власною частотою коливань парорідинного стовпа або їх гармоніками. Розроблена методика розрахунку амплітуди термоакустичних коливань тиску в залежності від щільності теплового потоку. Проведення обчислювального експерименту показало, що без урахування дисипативних явищ визначити значення амплітуди коливань в резонансній області неможливо. Представлена методика пропонується до використання при проектуванні систем рідинного охолодження теплонавантажених приладів, для яких режими охолодження припускають істотний недогрів теплоносія до температури насичення та за умов виникнення поверхневого кипіння

В статті представлено опис розробленої екпериментальної установки, яка складається з універсального вібаційного стенду та модельного апарата зі зміннимигоризонтальними циліндричними робочими камерами, вісь яких паралельна повздовжньої осі вібратора. Конструкція вібратора універсального вібраційного стенду дозволяє отримувати кругові, елиптичні та направлені коливання модельного апарата. Розроблена методика вимірювань параметрів коливаннь модельного вібраційного апарата достатньо трудовмістка, але дозволяє фіксувати за допомогою катетометра та фотозйомки траекторію коливань та визначати амплітуди. Для виміру швидкості циркуляції в сипкий матеріал додавалися мічені (забарвлені) частки. Швидкість циркуляції визначалася шляхом виміру часу проходження міченими частками сектора, відкладеного на склі модельного апарата. В статті наведені результати експериментального вивчення впливу параметрів коливань та геометричних розмірів (діаметру) робочої камери горизонтального апарату, вісь якого паралельна повздовжньої осі вібратора, на швидкість циркуляції сипкого матеріалу. Експерименти проводилися на модельному матеріалі – скляному бісері, який має гарні сипкі властивості. Встановлено характер залежності швидкісті циркуляції сипкого матеріалу від відносного прискорення вібрації і діаметра робочих камер модельних апаратів.

Роботу виконано на кафедрі автомобілів Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України. Захист відбудеться 22 лютого 2017 р. о 9 00 годині на засіданні екзаменаційної комісії No5 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Текстильна, 28а, навчальний корпус № 9, ауд. 106.
В дипломній роботі виконано розроблення проекту автотранспортного підприємства для технічного обслуговування та ремонту адаптивної підвіски з дослідженням кутових коливань колісних транспортних засобів з силовою характеристикою системи підресорювання
In the diploma thesis, a motor transportation company project for maintenance and repair an adaptive suspension is developed with the study of angular oscillations of wheeled vehicles with cushion system power characteristic.

Актуальність теми дослідження. У сучасних умовах висуваються високі вимоги до довговічності і якості машин. Якість машини визначається, у тому числі і якістю поверхневого шару (ПШ) її деталей. Основний вплив на експлуатаційні властивості деталей (зносостійкість, втомну міцність, корозійну стійкість і ін.) виявляють показники якості ПШ, у тому числі макровідхилення, хвилястісь, шорсткість, фізико- механічні властивості. Максимальна інтенсивність зношування робочих поверхонь деталей спостерігається в процесі їх приробляння. ОТРе, раціональним є створення в процесі фінішної обробки деталей якості поверхні наближеної до якості, що утворюється в процесі приробляння. Метою даної роботи є розробка технологічного забезпечення якості ПШ робочих поверхонь деталей вузлів тертя машин на основі створення нового ресурсозберегаючого способу акустичного ОЗО у квазипружному середовищу, що дозволяє розширити можливості машинобудівельної галузі в напрямку збільшення терміну служби відповідальних деталей машин. Об'єктом дослідження є технологічний процес АОЗОКПШ, а предметом – структура АОЗОКПШ, закономірності формування якості ПШ деталей. Наукова ідея роботи полягає в розробці теоретичних основ нової вібраційної ОЗО деталей у квазипружних середовищах, що забезпечує якість ПШ, що сприяє до збільшення терміну служби деталей.

Мета роботи – проведення аналізу радіально-осьових коливань однодискового ротору, оцінка радіальної статичної неврівноваженості, пульсацій тиску нагнітання і гармонійних змін осьової сили, діючої на ротор, оцінка критичних частот обертання ротора і амплітуди його змушених коливань. Мета дослідження – розглянути осьові коливання ротора, обумовлені його радіальними коливаннями. Тут же виводяться лінеаризовані рівняння спільних радіально-осьових коливань найпростішої одномасової моделі жорсткого ротора з автоматичним врівноважувальним пристроєм. Диск має статичну неврівноваженість. Досліджуються вимушені коливання системи під дією відцентрової сили неврівноваженої маси і урівноваженої осьової сили , діючої на ротор насоса і залежної від тиску нагнітання. У процесі роботи насоса пульсації тиску нагнітання відбуваються з частотою, кратною частоті обертання ротора, і викликають відповідні пульсації осьової сили.
Анализ радиально-осевых колебаний однодискового ротора.
Analysis of radial-axial oscillations of the one-disk rotor.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – «прилади і методи контролю та визначення складу речовин». ‒ Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет» Міністерства освіти і науки України, Дніпро, 2019. ‒ Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України. Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної проблеми впідвищення достовірності контролю технологічних параметрів (густини, в’язкості, зусилля (тиску)) в умовах выбрації (технологічних апратах та обладнанні) за рахунок розроблення нових математичних моделей та методів визначення технологічних параметрів за амплітудно-частотними характеристиками коливального середовища апаратів, застосування нових багатопараметричних віброчастотних перетворювачів з універсальною характеристикою та змінним співвідношенням сигнал-шум, отриманих завдяки використанню автоколивальної системи зі стабільними характеристиками на першій гармоніці без застосування додаткових частотних фільтрів, розробки програмних засобів фільтрації зашумленої вимірювальної інформації з невідомими законами розподілу Проведено аналіз сучасних підходів до вимірювання технологічних параметрів (густини, в’язкості, зусилля (тиску) у виробничих умовах, що характеризуються підвищеною вібрацією, встановлені фактори, що вносять найсуттєвіший вплив на викривлення результатів вимірювання і створюють додаткові похибки, запропоновані методи компенсації впливу зазначених факторів. Існуючі методи неруйнівного контролю не задовольняють поставленим завданням, оскільки не дають можливості контролювати швидкоплинні технологічні процеси, а створення штучної коливальної системи не дає змогу контролювати амплітудно-частотні характеристики природної коливальної системи, що виникає в апараті. Вперше отримано математичні моделі статичних характеристик перетворення для розробленого віброчастотного методу вимірювання технологічних параметрів (густини, в’язкості, зусилля (тиску) в апаратах з природними коливальними системам для типу конструкції апаратів «труба», «циліндр» та для апаратів з барботажем та пульсацією середовища на основі гіпотез Сорокіна та Кірхгофа-Лява у виробничих умовах, що дозволяють визначати вказані параметри за амплітудно-частотними характеристиками природних коливальних систем у апаратах та зменшити динамічну похибку каналу вимірювання параметру більш ніж у 10 разів (0,012 %). Запропановано теоретичні основи проектування неметалевих трубчатих проточних резонаторів з широкою сферою застосування (вимірювання густини рідких і газоподібних середовищ, концентрації розчинів, температурного коефіцієнта, модуля пружності матеріалу) конструкція яких дозволяє підвищити точність вимірювання за рахунок регулювання активної частини резонатора з урахуванням жорсткості (піддатливості) типу кріплення і його розташування. Метод визначення частоти та форми коливань дозволяє 17% точніше визначати місця максимальних напружень між кріпленнями та одночасно зменшити вплив віброакустичний вплив трубопроводів на результат вимірювання амплитудно-частотних характеристик апарату. Після розроблення і виготовлення дослідних зразків багатофункціонального віброчастотного давача для вимірювання густини, в’язкості, зусилля (тиску) з циліндричним резонатором було проведено серію експериментів для визначення густини та зусилля з використанням двіброчастотного методу методу Результати експериментів показали покращені метрологічні характеристики ЗВТ та дієвість методу. Результати проведених теоретичних і експериментальних досліджень впроваджено у практику таких підприємств і організацій: ТОВ «Укртехавіа» (Павлоград, Україна), «ММС Інтернешнл Белград» (Белград, Республіка Сербія); ВАТ «РПК «АДМІРАЛ»» (Дніпро, Україна), навчальний процесс Українського державного хіміко-технологічного університету, Дніпровського державного аграрно-економічного університету.
Dissertation for the degree of Doctor of Sciences (Technology), Specialty 05.11.13 – «Instruments and Methods of Control and compounds` composition determination». ‒ State Higher Educational Institution «Ukrainian State Chemical Technology University» of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Dnipro, 2019. ‒ National Technical University «Kharkiv Polytechnic Institute» of the Ministry of Education and Science of Ukraine. The dissertation is devoted to solving the scientific and applied problem of increasing the reliability of the control of technological parameters (density, viscosity, force (pressure)) in a production environment through the development of new mathematical models and methods for determining technological parameters from the amplitude-frequency characteristics of the oscillatory environment of apparatuses, the use of new multiparameter vibration frequency converters with a universal characteristic and variable signal-to-noise ratio, as well as software development STV filtering noisy measurement information with unknown distribution laws. A vibrational frequency method has been developed for monitoring and measuring the density, viscosity, force (pressure) of gas-liquid media under industrial conditions using a measuring transducer with a tubular, cylindrical resonator, mathematical models of the amplitude-frequency characteristics of technological parameters in devices of various designs are obtained. Theoretical foundations have been developed for the design of non-metallic tubular flow resonators with a wide scope. A multifunctional vibration frequency converter has been developed for measuring density, viscosity, force (pressure) with a cylindrical resonator, which has a universal characteristic. Research work on the identification of distribution laws has been completed, an Kalman filtering algorithm has been developed for measuring information with increased noise, and the structure of a multidimensional control system for technological parameters with a system for diagnosing the shape of resonator vibrations; improved device for identifying the active state of the operator. Implementation of engineering developments of the thesis was carried out at the leading enterprises of the Dnieper and abroad.

Процеси сепарації фаз є супутніми при протіканні більшості з основних процесів хімічних, нафтопереробних та металургійних виробництв для забезпечення якості первинної підготовки сировини, якості вихідного продукту та екологічної безпеки. У зв’язку з цим важливою науково-технічною задачею є підвищення ефективності та інтенсивності процесів сепарації гетерогенних багатокомпонентних сумішей. Розробка нових та вдосконалення існуючих способів сепарації є обов'язковою, оскільки більшість існуючих способів розділення, таких як відстоювання, фільтрування та центрифугування не дозволяють отримати очищений продукт який би відповідав сучасним вимогам, нормам та стандартам якості. На основі огляду літературних джерел був проведений аналіз існуючих способів розділення газорідинних сумішей та конструкцій, що їх реалізують. Було зроблено висновок, що на сьогоднішній день з точки зору питомих енерговитрат та ефективності сепарації найбільш оптимальними являються сепараційні пристрої основною діючою силою в яких є сила інерції. Широко розповсюдженими пристроями є жалюзійні сепараційні пристрої. Проаналізовано особливості протікання процесу розділення газокраплинних потоків в них, їх конструктивні особливості та методики розрахунку. Вказані їх основні переваги та недоліки а також шляхи щодо їх уникнення. На підставі проведеного аналізу запропонований новий спосіб розділення газорідинних сумішей з використанням динамічних сепараційних пристроїв, що дозволяють регулювати гідравлічний опір. У зв’язку з тим, що під час роботи даних сепараційних пристроїв потік викликає деформацію пружних відбійних елементів, які в свою чергу викликають зміну параметрів потоку необхідно вирішувати задачу гідроаеропружності. У зв’язку з цим було проаналізовано методи математичного моделювання процесу гідроаеропружної взаємодії потоку газу та/або рідини з пружними тілами. Після чого було зроблено висновок про доцільність проведення математичної ідентифікації параметрів математичних моделей гідроаеропружних явищ, що супроводжують процеси розділення гетерогенних систем методом вібраційно-інерційної сепарації. У зв’язку з тим, що метод вібраційно-інерційної сепарації гетерогенних сумішей на даний час майже не досліджений та широко розповсюджених конструкцій пристроїв або обладнання не існує, були розроблені та захищені патентами України на корисну модель нові конструкції динамічних сепараційних пристроїв. Описано їх принцип роботи та суть фізичних процесів, що в них протікають. Одним з таких процесів являється гідроаероропружна взаємодія газорідинного потоку та пружних елементів динамічних сепараційних пристроїв. Виходячи з особливостей роботи динамічних сепараційних пристроїв розроблена загальна методика проведення дисертаційних досліджень. Методика складається з послідовних етапів, що в свою чергу містять фізичні та числові експерименти задачами яких є визначення гідродинамічних показників та гідроаеропружних параметрів, таких як критичні швидкості, що призводять до втрати статичної та динамічної стійкості пружних елементів, визначення частот та амплітуд коливань а також дослідження впливу механічних коливань на газорідинний потік. Для проведення фізичних досліджень розроблена експериментальна установка, що враховує теорії подібності та дозволяє відтворити умови наближені до реальних режимів роботи сепараційного обладнання та динамічних сепараційних пристроїв, а саме потік газорідинної суміші швидкість якого може становити від 0,1 до 13,1 м/с (Re 882 - 115,6•103), і провести випробування дослідно-експериментальних зразків пружних елементів даних пристроїв, з метою визначення особливостей їх роботи. Для вирішення задач гідроаеропружності числовими методами застосовувався програмний комплекс ANSYS, що дозволяє вирішувати зв’язані задачі механіки рідини та деформівного тіла, в якому за допомогою модулю System Coupling можливо поєднати модулі Fluent та Transient Structural, що застосовуються для дослідження гідродинаміки руху рідини та напружено-деформованого стану конструкцій відповідно. Під час проведння теоретичних досліджень процесу роботи динамічних сепараційних пристроїв були розророблені математичні моделі взаємодії газорідинного потоку та пружних елементів динамічних сепараційних пристроїв. Для дослідження деформацій елементів викликаних потоком було використано метод скінченних елементів та основні його залежності. З статичного розрахунку попередньо здеформованого стану були отримані залежності для визначення максимальних деформацій пружних елементів динамічних сепараційних пристроїв. На основі розрахунку попередньо здеформованого стану пластин було проведено стаціонарний розрахунок гідроаеропружної взаємодії газорідинного потоку та пружних відбійних елементів за допомогою методу скінченних елементів, а саме матричних рівнянь. В даних рівняннях матриця жорсткості динамічного відбійного елемента визначається за допомогою чисельних та фізичних експериментів, та вектор узагальнених вузлових сил, до якого входить стаціонарна складова узагальнених зовнішніх сил, що теж визначається за допомогою чисельних та фізичних експериментів. Визначена критична швидкість дивергенції та за допомогою методу комплексних амплітуд була визначена критична швидкість флатеру. Також розроблена математична модель гідроаеропружної взаємодії потоку з пружними елементами синусоїдальної форми, в результаті розв’язання якої визначені такі характеристики як форма кривизни каналу в амплітудних значеннях та видовження каналу під дією гідродинамічного тиску. Враховуючи, що під час протікання процесу сепарації газорідинного потоку відбувається процес стікання плівки вловленої рідини, що суттєво впливає на його ефективність, за допомогою введення спрощень та допущень в систему рівнянь Нав’є-Стокса, що були замкнені рівняннями нерозривності були отримані залежності осередненої товщини тривимірної плівки рідини від розмірів осаджувальної поверхні, та осереднені значення швидкості. Також визначений кут відхилення вектору швидкості від вертикального напрямку. В результаті проведених числових та фізичних експериментів були визначені основні характеристики та робочі режими динамічних сепараційних пристроїв. Так в ході фізичних моделювань гідроаеропружної взаємодії потоку з пружними елементами були визначені власні частоти і амплітуди коливань при різних швидкостях потоку (2,6 – 11,6 м/с, Re: 22,9•103 - 102,4•103) та різних товщинах елементів (0,4•10-3 – 0,6•10-3 м). Визначені робочі режими пружних елементів, які виникають при різній швидкості потоку та відрізняються частотою та амплітудою коливань. Числові експерименти дозволили визначити максимальні деформації та сили прикладені до поверхні пружних елементів зі сторони потоку, при цьому за результатами моделювань виведені залежності, які дозволяють розраховувати розмах коливань від швидкості потоку, оцінку адекватності яких проведено за допомогою критерію Фішера. Дані, що були отримані в ході числового експерименту, дозволили провести ідентифікацію невідомих параметрів розробленої математичної моделі взаємодії потоку з пружними елементами синусоїдальної форми. В результаті аналізу отриманих результатів теоретичних та експериментальних досліджень розроблена інженерна методика розрахунку динамічних сепараційних пристроїв, яка включає послідовні етапи технологічних та конструктивних розрахунків і дозволяє визначити основні гідродинамічні показники та гідроаеропружні характеристики процесу взаємодії газокраплинного потоку та пружних відбійних елементів. На онові конструктивних особливостей даних пристроїв надані рекомендації щодо раціонального компонування у багатофазних розділювачах а також розроблена їх конструктросько–технологічна класифікація, внаслідок чого значно спрощується процес проектування, виготовлення та експлуатації. В процесі виготовлення експериментальної установки та пружних відбійних елементів і проведення фізичних досліджень процесу гідроаеропружної взаємодії були розроблені практичні рекомендації щодо компонування, кодування та складання, які дозволять відтворити параметри роботи динамічних сепараційних пристроїв та забезпечити ефективне протікання робочого процесу.
In this regard, an important scientific and technical task is an intensification of the separation processes of heterogeneous multicomponent mixtures. The development of new, as well as improvement of existing separation methods is mandatory, since the most of the existing separation methods, such as settling, filtration and centrifugation, prevent obtaining a purified product that would comply to modern requirements, norms, and quality standards. An analysis of the gas-liquid separation methods and corresponding equipment design that was based on a literature review was conducted. It was concluded that today, from the perspective of specific energy consumption and separation efficiency, the most optimal separation devices are the devices with inertial separation force as the main operating force. Louver separation devices are such as widely used. The features of the gas-liquid separation process, the separation devices' design features, and the calculation methods were analyzed. Their main advantages and disadvantages, as well as ways to avoid them, are indicated. The new gas-liquid separation method by using dynamic separation devices is proposed based on conducted analysis. These devices allow the adjustment of the hydraulic resistance. Since the operation of these dynamic separation devices, the flow causes deformation of the elastic baffle elements, which in turn causes flow parameters to change, it is necessary to solve the hydroaeroelasticity problem. In this regard, the mathematical modeling methods of the process of hydroaeroelasticy interaction of a gas or gas-liquid flow with elastic elements were analyzed. Eventually, it was concluded that it is expedient to carry out a parameters identification of the mathematical models of hydroaeroelastic phenomena accompanying the heterogeneous systems separation processes by the vibration inertial separation method. The vibration-inertial separation method of the heterogeneous mixtures is currently almost not explored and widespread devices designs or equipment designs do not exist. In this regard, new designs of dynamic separation devices were developed and protected by Ukraine patents on a useful model. Operation principle and the physical processes essence, which take place in those devices are described. One of these processes is the hydroaeroelasticy interaction between gas-liquid flow and elastic elements of dynamic separation devices. Based on the operation peculiarities of dynamic separation devices, a general methodology for conducting dissertation research has been developed. The technique consists of successive stages, in turn, they contain physical and numerical experiments. That methodology allows determining hydrodynamic parameters and hydroaeroelastic characteristics, such as critical speeds leading to the static and dynamic stability loss of elastic elements, the vibrations frequencies, and amplitudes, as well as studying the effect of the mechanical vibrations on the gas-liquid flow. The experimental installation for physical research that considers the theory of similarity was developed. That installation makes it possible to recreate conditions close to the real operating modes of separation equipment and dynamic separation devices, namely, the gas-liquid mixture flow with speed range from 2 to 12 m/s (Re: 17,6•103 - 105,9•103), as well as to conduct experimental samples of the tests of the elastic elements of those devices, to determine their features operation. To solve the hydroaeroelasticity problems by numerical methods, the ANSYS software package was used, which makes it possible to solve related problems of fluid mechanics and a deformable body. In this software, using the System Coupling module, it is possible to combine the Fluent Flow and Transient Structural modules used to study the fluid flow hydrodynamic and the stress-strain state of structures, respectively. During theoretical studies of the operation process of dynamic separation devices, mathematical models of the gas-liquid flow and the interaction of the elastic elements of these devices were developed. The finite element method and its main dependencies were used to define the deformations of elastic elements caused by the flow. From the previously-deformed state static calculation, dependencies were obtained to determine the elastic elements' maximum deformations of the dynamic separation devices. Based on the previously-deformed state calculation of the plates, a stationary calculation of the hydroaeroelasticy interaction between gas-liquid flow and elastic baffle elements was carried out using the finite element method, namely, matrix equations. In these equations, the stiffness matrix of the elastic baffle element is determined using numerical and physical experiments. The vector of generalized nodal forces, which includes the stationary component of generalized external forces, is also determined using numerical and physical experiments. The critical divergence speed was determined, and the critical flutter speed was determined using the complex amplitudes method. The mathematical model of the hydroaeroelastic interaction between flow with sinusoidal elastic elements has been developed. The results of solving this model allow determining such characteristics as the channel curvature shape in amplitude values and the channel elongation under the hydrodynamic pressure action. During the process of gas-liquid stream separation, the liquid film draining process is occurring, which significantly affects the separation efficiency. By introducing simplifications and assumptions into the Navier-Stokes equations system, which are closed by the continuity equations, the dependences of the three-dimensional liquid film averaged thickness on the size of the settling surface and the velocity averaged values were obtained. The deviation angle of the velocity vector from the vertical direction is also determined. As a result of the performed numerical and physical experiments, the main characteristics and operating modes of dynamic separation devices were determined. Thus, during the physical modeling of the flow with elastic elements hydroaeroelastic interaction, natural frequencies and vibration amplitudes were determined at different flow velocities (2,6 – 11,6 m/s, Re: 22,9•103 - 102,4•103) and various element thicknesses (0,4•10-3 – 0,6•10-3 m). The operating modes of elastic elements, which arise at different flow rates and differ in oscillations frequency and amplitude have been determined. Numerical experiments made it possible to determine the maximum deformations and forces applied to the surface of the elastic element from the flow side. Based on the simulation results, the derived dependencies that allow calculating the range of fluctuations on the flow rate, the adequacy of which was assessed using the Fisher criterion. The data obtained in the course of the numerical experiment made it possible to identify the unknown parameters of the developed mathematical model of the interaction of the flow with a sinusoidal elastic element. As a result of the obtained results analysis of the theoretical and experimental studies, an engineering methodology for calculating dynamic separation devices was developed. The methodology includes sequential stages of technological and constructive calculations and makes it possible to determine the main hydrodynamic parameters and hydroaeroelastic characteristics of the gas-liquid flow and elastic baffle elements interaction process. Based on the devices' design features, given are recommendations for their rational layout in multiphase separators. Their design-technological classification has been developed, which allows simplifying the process of design, manufacture, and operation of dynamic separation devices. In the manufacturing process of the experimental installation and elastic elements, as well as conducting physical studies of the hydroaeroelastic interaction process, practical recommendations for layout, coding, and assembly were developed. These recommendations will allow reproduction of the operating parameters of dynamic separation devices and ensure the efficient passing of the working process.