РОСТОВ-НА-ДОНУ, 24 июля. /ТАСС/. Ученые Донского государственного технического университета (ДГТУ) разработали математическую модель гидродинамической кавитации, которую можно использовать при разработке устройств для очистки воды или обработки жидких углеводородов. Это позволит массово создавать необходимое оборудование без проведения реальных экспериментов, сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ.
При кавитации в жидкости образуются пустоты (пузырьки) из-за местного понижения давления. Возникающие пустоты затем схлопываются, что создает высокую плотность энергии на единицу объема. Подобная система применяется при очистке сточных вод, стерилизуя жидкость и убивая микроорганизмы без применения химических реагентов, а также при обработке жидких нефтепродуктов.
"Разработанная математическая модель анализирует параметры жидкости, чтобы определить необходимую интенсивность кавитации. Ранее для того, чтобы оценить работу устройства на той или иной жидкости, надо было собрать установку и провести реальный эксперимент. Все это препятствует внедрению кавитации в промышленность. Используя же разработанную математическую модель, изготавливать ничего не потребуется и проводить эксперимент тоже не нужно", - сказал руководитель проекта, начальник управления научных исследований ДГТУ Денис Куимов.
Во время исследования было проведено свыше 400 экспериментов, во время которых определялись как отдельные параметры жидкости, так и их комплексное воздействие на интенсивность кавитации. При этом рассматривалась эффективность обработки в средах, приближенных по своим свойствам к сточным водам. Также изучалось, как изменения параметров обрабатываемого сырья и характеристик генератора влияют на условия образования и интенсивность кавитации.
Разработанное выражение безразмерного числа кавитации позволяет создавать новые, а также модифицировать существующие генераторы гидродинамической кавитации. Например, наиболее распространенные трубки Вентури (устройства с разными диаметрами на входе и выходе для измерения расхода или скорости потока газов и жидкостей), так и устройства с дискретной вторичной частью.
"Учет каждого параметра, а также степень его влияния на интенсивность и агрессивность кавитации позволит в будущем только на основании знаний о параметрах сырья не только оценивать возможность создания кавитации и ее интенсивность, но и оптимизировать существующие генераторы гидродинамической кавитации в случаях разработки технологии обработки жидких многодисперсных сред, а также оптимизировать устройства, наоборот, для исключения возникновения кавитации, например, в трубопроводах, где кавитация несет разрушительные эффекты", - добавил Куимов.