Аналіз аналітичних моделей вібраційного приводу машини для мийки і очистки пульсуючим струменем рідини та експериментальне дослідження режимів його роботи

АНАЛІЗ АНАЛІТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ ВІБРАЦІЙНОГО ПРИВОДУ МАШИНИ ДЛЯ МИЙКИ І ОЧИСТКИ ПУЛЬСУЮЧИМ СТРУМЕНЕМ РІДИНИ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЖИМІВ ЙОГО РОБОТИ

ANALYSIS OF ANALYTICAL MODELS OF VIBRATION DRIVE OF THE MACHINE FOR WASHING AND CLEANING BY PULSATING STREAM OF LIQUID AND EXPERIMENTAL RESEARCH OPERATING MODES

Сторінки: 77-83. Номер: №4, 2021 (299)
Автори:
А.Р. СТАРИЙ
Хмельницький  національний університет
А.І. ГОРДЄЄВ
ORCID ID: 0000-0003-4494-4348
Хмельницький  національний університет
A.R. STARIY, A.I. HORDEYEV
Khmelnytskyі National University
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2021-299-4-77-831
Рецензія/Peer review : 08.08.2021 р.
Надрукована/Printed : 26.08.2021 р.

Анотація мовою оригіналу

Запропоновано дві аналітичні моделі для опису роботи робочого органу вібраційної машини – камери пульсації з насадком для створення пульсуючого струменя рідини. Головним фактором у процесі мийки та очищенні забруднень виступає швидкість струменя або максимальний його тиск при взаємодії із забрудненням та сили тертя потоку при розтіканні по поверхні, що очищується. Проведено експериментальні дослідження впливу частоти коливань приводу на зміну максимального тиску пульсуючого струменя на зрізі сопла за допомогою датчика динамічного тиску та апаратурою для реєстрації. З аналізу результатів отриманих з аналітичних моделей та експериментальним шляхом, які представлені на порівняльному графіку, встановлені коефіцієнти корегування аналітичних моделей, які будувалися з певними припущеннями та складністю достатньо коректно аналітично описати кавітаційні процеси у камері пульсації вібраційної машини. Результатом проведених експериментальних досліджень є рекомендації по вибору частотного діапазону роботи приводу машини, який знаходиться від 14 до 16 Гц при діаметрі камери пульсації 0,1 м, діаметрі насадка 0,01 м та амплітуді коливань приводу 0,002 м.
Ключові слова:  очистка, мийка забруднень, вібраційна машина, максимальний тиск струменя, експериментальні дослідження  режимів роботи вібраційного приводу.

Розширена анотація англійською мовою

Two analytical models are proposed to describe the operation of the working body of the vibrating machine – a pulsation chamber with a nozzle to create a pulsating jet of liquid. The analysis of analytical models which describe change of parameters of a pulsating stream in a nozzle of a working body of the vibrating car for washing and cleaning of parameters of work of its drive and constructive dependences is carried out. The main factor in the process of washing and cleaning of contaminants is the speed of the jet or its maximum pressure when interacting with the contamination and the friction force of the flow when spreading on the surface to be cleaned. Experimental studies of the influence of the frequency of oscillations of the drive on the change of the maximum pressure of the pulsating jet at the nozzle section at certain design parameters using a sensor with recording equipment. As a result of experimental studies, it was found that the use of a diaphragm check valve, which connects the pulsation chamber with the bath for washing and cleaning, allows to increase the maximum pressure of the immersed pulsating fluid jet by reducing the volume of cavitation bubbles in the pulsation chamber liquid. This in turn allows you to increase the maximum pressure of the liquid jet from the nozzle. From the analysis of the results obtained from analytical models and experimentally presented on the comparative graph, the adjustment coefficients of analytical models are established, which were built with certain assumptions and complexity. The result of the experimental research is the recommendations for choosing the frequency range of the machine drive, which is from 14 to 16 Hz with a pulsation chamber diameter of 0.1 m, a nozzle diameter of 0.01 m and amplitude of oscillations of the drive of 0.002 m.
Keywords: cleaning, washing of pollution, vibrating machine, maximum jet pressure, experimental researches of operating modes of the vibrating drive.

References

1. Kozlov Yu. S., Kuznetsov O. K., Telnov N. F. Cleaning products in mechanical engineering. Moscow: Mechanical Engineering, 1982. – 261 p.
2. Telnov N. F Technology of cleaning of agricultural machinery. M .: Kolos, 1983. – 256 p.
3. Sadovskiy V.I. Cleaning of parts with hydraulic streams in the repair of tractors, automobiles and agricultural machines: dis. сand. tech. sciences: 05.02.08. – M., 1972 . – 146 p.
4. Silin R. I., Hordeev A. I. Vibration equipment on the basis of a hydropulse: a monograph. Khmelnytsky: KhNU, 2007. – 386 p.
5. 1130422 USSR, MKI3 at 08 V 3/10. Device for washing small articles / А.I. Hordeev, R.I. Silin, N.A. Syvchenko (USSR). – №.3613130 / 28-12; stated. 04.15.83; published 23.12.84, Bull. № 47.
6. 880519 USSR, MKI3 at 08 V 3/10. Device for product rinsing / R.I. Silin, V.P. Koshel, A.I. Hordeev (USSR). – No. 2869224 / 28-12; stated. 17.12.79. Рublished 10.15.81. Bull. № 42.
7. to utility model 116030 of Ukraine, IPC В03В 5/02. Vibration machine for sinking radio products / A.I. Hordeev, O.A. Hordeev, V.G. Migal. Applicant and patent holder Khmelnitsky National un – u 2016 10059; Application 03.10.2016; Published 05.10.2017, Bul. № 9.
8. Patent RU 2414308. B08B3 / 10. Method of hydrocavitation cleaning of parts and device for its implementation / V.P. Rodionov (RU) application filing: 2009.11.06. Publication of the patent on 03.20.2011.
9. Gromakovsky D. G., Shigin S. V. Development of cavitation equipment for washing parts. High technologies in mechanical engineering: materials of the XVII All-Russian scientific and technical conference. Samara. 2018.рр. 5-7.
10. for utility model No. 132837, МПК B08B 3/10 Vibration machine for purification of contaminations by a stream of solid particles and washing of details at repair of equipment. / М.Е. Skyba, А.R. Stariy, А.І. Hordeev, О.А. Hordeev. U201810344; Declared 19.10 2018. Published 03.11.2019. Bull №5.
11. Stariy A. R., Gordeev A.I. Substantiation of parameters of dynamic processes of cleaning and washing in the vibrating machine by the immersed pulsating stream of liquid with firm particles. Bulletin of KhNU. Technical sciences. №6. 2020. рр.84-92.