Голых Р.Н., Цыганок С.Н., Хмелёв В.Н., Барсуков А.Р., Шакура В.А., Минаков В.Д. «Метод расчёта сближения пузырьков для обоснования механизма ультразвуковой дегазации жидкости» Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 275-279 (2022)

В жидкости, на которую воздействуют относительно интенсивные акустические колебания, уменьшается количество газа, как растворённого, так находящегося в виде пузырьков. Этот эффект находит применение в промышленной практике при дегазации расплавов металла и стекла, растворов смол, вискозы и масел, различного рода напитков и прочего. Кроме того, ультразвуковая дегазация является одной из причин ускорения электрохимических процессов в звуковом поле. Один из наиболее очевидных механизмов ультразвуковой дегазации заключается в том, что под действием ультразвуковых колебаний происходит сближение кавитационных пузырьков, их коалесценция и в результате пузырьки всплывают быстрее. Создана численная модель коалесценции пузырьков жидкости. Доказана единственность второй производной радиуса кавитационного пузырька по времени при её выражении через 0-е и 1-е производные радиуса с учётом сил Бьеркнеса при взаимодействии кавитационных пузырьков. Получен результат о сближении кавитационных пузырьков при синфазном колебании их стенок, что может объяснять процесс дегазации жидкостей как сближение пузырьков небольших размеров в более крупные и их дальнейшее всплывание. При этом, как показали расчёты при увеличенных радиусах пузырька, сближение происходит в течение нескольких периодов колебаний, когда колебания пузырька являются малыми. Это объясняется тем, что уменьшается вторая производная радиуса кавитационного пузырька.

Ларина Г.В., Сокруто А.Е., Макарюк А.Д., Манченко Н.А., Каракчиева Н.И., Дайбова Е.Б. «Интенсификация извлечения гуминовых кислот из горных торфов с использованием ультразвуковой обработки» Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 23-29 (2022)

Статья посвящена проблеме интенсификации процессов выделения гуминовых кислот из торфов верхового и низинного типов с использованием ультразвукового воздействия. Целью работы является установление оптимальных условий ультразвукового воздействия на торфы верхового и низинного типов для интенсификации процессов экстракции и увеличения выхода гуминовых кислот. Основные результаты работы: выявлена эффективность применения ультразвуковой обработки торфяного сырья, установлены оптимальные режимы и условия экстрагирования, определен выход гуминовых кислот из верхового и низинного торфов. Экспериментально определено, что применение ультразвуковой обработки торфяного сырья в водно-щелочных средах способствует интенсификации процесса извлечения гуминовых кислот с увеличением их выхода. Результаты исследований будут использованы для получения фитогуминовых композиций на основе многокомпонентных растительных сборов для исследования их антиоксидантной активности.

Хмелев В.Н., Нестеров В.А., Шалунов А.В., Боченков А.С. «Коагуляционные камеры с ультразвуковым воздействием на дисперсные частицы в закрученном потоке» Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 236-241 (2022)

Представлены конструкции камер коагуляции предназначенных для ультразвуковой обработки потока газа содержащего дисперсные частицы с целью их укрупнения и дальнейшего улавливания формируемых агломератов с помощью низкоэффективного газоочистного оборудования. Для определения среднего уровня звукового давления внутри предложенных и разработанных коагуляционных камер проведены расчеты формируемого акустического поля. В качестве источников ультразвукового воздействия в разработанных камерах применятся три вида излучателей: продольноколеблющийся, изгибно-колеблющийся и трубчатый. Особенностью разработанных коагуляционных камер является воздействие на закрученный газодисперсный поток высокоинтенсивной ультразвуковой стоячей волной. При этом формирование закрученного потока обеспечивается за счет применения тангенциальных закручивателей. Применяемые излучатели формируют средний уровень звукового давления в пределах от 157 до 162 дБ при амплитуде колебаний 50 мкм.

Голых Р.Н., Хмелёв В.Н., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н., Шалунов А.В., Минаков В.Д. «Применение ультразвука для решения физико-технических проблем освоения северных территорий» Южно-Сибирский научный вестник, № 6, с. 280-286 (2022)

Статья посвящена использованию ультразвуковых колебаний для решения задач, возникающих при эксплуатации механизмов, стационарных конструкций, обработке жидкодисперсных сред для создания новых материалов, горных работах и осуществлении множества различных процессов при экстремально низких температурах. Существует 3 направления исследований энергоэффективного использования ультразвука для решения этих задач. В рамках первого направления исследований предложен и теоретически обоснован способ управления свойствами и типом среды в режиме реального времени при ультразвуковом воздействии. Установлено, что при взаимодействии ультразвукового излучателя с твердыми материалами модуль упругости твердой среды оказывает наиболее существенное влияние на косинус угла фазового сдвига между силой и скоростью перемещения. Оценивается, что при воздействии жидких сред целесообразно рассматривать не метод измерения вязкости, а разработать критерий опережающей кавитации при текущей вязкости. В рамках второго направления исследований предложены модели преобразования структуры среды со сплошной жидкой фазой под действием ультразвуковых колебаний. Для практической реализации оптимального влияния, в итоге, в рамках третьего направления исследований разработаны критерии оптимальности оцениваемых режимов воздействия на электрический импеданс ультразвуковой колебательной системы, нагруженной на обрабатываемую среду.