Автоколебательный режим работы гидромеханического диспергатора Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

«НЕДЕЛЯ ГОРНЯКА-2001» СЕМИНАР № 17

© А.М. Балабышко, В.А. Морозов, 2002

УДК 622.284.54-822.621.6.035.004.55

А.М. Балабышко, В.А. Морозов

АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО ДИСПЕРГАТОРА

С

целью интенсификации процессов эмульгирования при приготовлении рабочих жидкостей (РЖ) для гидропривода механизированных крепей в гидромеханических диспергаторах (ГМД) нами рассмотрена математическая модель колебаний, увеличивающая амплитуду акустической волны в нестационарно текущей обрабатываемой среде [1]. В качестве вынужденной силы дополнительных колебаний ротора ГМД используется сила Кореолиса, возникающая при радиальном движении жидкости относительно вращающегося ротора:

d2ф/dt2 + ^ф/dt + «о2ф = М (о - dфdtV(dфdt,t)

dv/dt = Но [1 -Е,(ґV2]

где ф, dф/dt, б 2 фМ 2 - угол поворота, угловая скорость и ускорение ротора в неинерциальной мерно вращающейся системе координат; р = 2а/1 -казатель затухания; а - коэффициент момента сил трения вращающегося ротора; I - момент инерции

тора относительно оси его вращения; «о =4оИ -собственная круговая частота колебаний ротора в равномерно вращающейся системе координат; D -

эффициент упругости упругих элементов; М = 2mVоR - пе-дический момент сил Кориолиса; т = ргр 1р ahp - масса жидкости плотностью с, движущейся радиально со скоростью V(t)=V(t+T), t - время, Т- период перекрывания отверстий статора ротором; о -угловая скорость ротора с внешним радиусом R; гр - число отверстий в роторе; 1р - осевая эффективная длина канала-отверстия ротора высотой h; о - угловая скорость вращения ротора; Но - критерий гомохронности; %@) - коэффициент гидравлического сопротивления, который зависит в первом приближении от геометрии модулятора (квадратичная область местных сопротивлений).

Очевидно, наибольшая амплитуда колебаний ротора и отрицательных импульсов давления будет наблюдаться при частотах перекрывания отверстий статора близких к частоте собственных колебаний ротора, соединенного с приводом на упругих элементах. Особенность рассматриваемых автоколебаний в роторных аппаратах заключается в том, что в процессе открываний отверстий статора скорость в отверстиях ротора возрастает, момент Кориолиса также возрастает, скорость вращения ротора уменьшается. В результате этого увеличивается время разгона жидкости и максимальная скорость истечения. В процессе закрывания отверстий статора уменьшаются: скорость течения жидкости, момент сил Кориолиса и время процесса закрывания. При этом отрицательная амплитуда импульса давления возрастает. Критерий импульсной акустической кавитации уменьшается, а кавитационное воздействие на процесс возрастает, что позволяет достигнуть поставленной цели.

------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Патент РФ RU №2142843 С1 20.12.99. Бюл. № 35

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ----------------------

Балабышко А.М. - ОАО «МЭЗ».

Морозов В.А. — Московский государственный горный университет.