Сарсенгалиев А.М., Бекренёв Н.В. «Теоретико-экспериментальное обоснование ультразвуковой очистки внутренних полостей и каналов в изделиях сложной формы» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 9-16 (2018)

Проанализирована техническая проблема обеспечения ресурса деталей топливной аппаратуры и систем транспортировки природного газа с учетом их загрязнения в процессе изготовления и эксплуатации. Показана перспективность применения для удаления загрязнений метода ультразвуковой очистки. Констатировано, что данный метод в классическом применении имеет ограничения по качеству удаления загрязнений из внутренних полостей и каналов, в которых интенсивность кавитационных процессов снижается. Предложен, теоретически обоснован и экспериментально подтвержден метод повышения до 10 раз эффективности ультразвуковой очистки указанных поверхностей путем сообщения изделию ультразвуковых колебаний непосредственно в зоне локализации загрязнений.

Злобина И.В., Морозов Д.В., Мулдашева Г.К., Ерофеева К.Р., Бекренёв Н.В. «Влияние ультразвука на качество обработки армированных углеродным волокном композиционных материалов» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 17-21 (2018)

Изложены результаты экспериментальных исследований влияния ультразвука на обрабатываемость армированного углеродными волокнами углепластика с квазиизотропной структурой. Установлено, что при ультразвуковом микрорезании композиционных материалов по кромках царапины практически не наблюдается разориентированных вытянутых из структуры армирующих волокон. При сверлении отверстий малого диаметра в образцах из армированного углеродными волокнами композиционного материала с сообщением инструменту ультразвуковых колебаний малой амплитуды на выходе инструмента отсутствует валик разориентированных волокон, кромки отверстия практически чистые, что позволяет исключить слесарную операцию зачистки и снизить трудоемкость процесса. Полученные результаты позволяют сделать вывод об эффективности применения ультразвуковой обработки для улучшения эксплуатационных характеристик и качества размерной обработки изделий из композиционных конструкционных материалов.

Голых Р.Н., Боброва Г.А., Хмелёв В.Н., Нестеров В.А., Титов Г.А., Доровских Р.С. «Модель кавитационной интенсификации обменной химической реакции» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 22-26 (2018)

Представлена феноменологическая модель кавитационной интенсификации химических реакций в высокоинтенсивном ультразвуковом поле. В основе предложенной модели лежит статистический подход, который заключается в оценке константы скорости химической реакции, усредненной по объему. Усреднение проводится по объему, который намного больше, чем объем кавитационного пузырька, в котором микроскопическое значение постоянной зависит от ударного волнового давления при коллапсе кавитационных пузырьков. Константа скорости химической реакции зависит от давления и рассчитывается с использованием распределения скоростей молекул Максвелла и вероятности события, что энергия молекулы больше энергии активации для данной реакции. Численный анализ модели показал, что ультразвуковое воздействие повышает эффективность химических реакций в 1,5 раза.

Король В.Ф., Лахмоткина Г.Н. «Использование ультразвука при выделении антиалиментарных веществ из зерна люпина» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 27-34 (2018)

В целях обеспечения продовольственной безопасности России по экономической доступности для граждан страны безопасных пищевых продуктов, необходимых для здорового образа жизни, проводятся научные исследования по использованию новых видов растительного белка, в том числе из зерна люпина. Проведен сравнительный анализ питательной ценности зерна культур, используемых в кормах и содержанию антиалиментарных веществ. Сформулирована гипотеза удаления антиалиментарных веществ зерна люпина и сои с ультразвуком и мультиэнзимным комплексом, защищённая патентом. Разработан промышленный образец устройства для извлечения из зернобобовых культур антиалиментарных веществ Изобретение относится к разработке методики обезгорчивания зерна люпина, основанной на удалении алкалоидов в процессе замачивания в молочной сыворотке при температуре t=40–50°C с последующей двухстадийной ферментацией при воздействии ультразвуком в течение 4 часов, удалением оболочки. Обезгорченное зерно люпина измельчают до размера частиц 10–150 мкм, получая зернобобовую сывороточную пасту, которую пастеризуют, смешивают с мукой зерновых культур (пшеницы, ячменя, ржи, овса, тритикале и др.) и гранулируют. Характеристики измельченных частиц изучались на примере зерна люпина, но это справедливо для других зернобобовых культур. По результатам компьютерного сканирования определены оптимальные размеры зазоров между рабочими органами мельницы влажного измельчения. Отделенную оболочку измельчают различной степени помола и используют для производства пищевых волокон. Внедрение методики позволит уменьшить общие энергозатраты на производство пищевых продуктов или комбикорма, а также получить продукты питания и комбикорм с заданными свойствами, питательной и энергетической ценностью.

Матвеев Ю.И., Костенко В.И., Хмелёв В.Н., Генне Д.В. «Экспериментальные исследования опытного ультразвукового пенетрационного устройства на модельных средах, имитирующих реголит Луны» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 42-49 (2018)

Рассмотрено влияние процесса формообразования в разбуренном реголите Луны на движение ультразвукового пенетрационного устройства (ПУ). Сформулированы условия преодоления заклинивания ПУ с учетом изменения свойств реголита с глубиной, в том числе присутствия водяного льда. Рассмотрены требования к ПУ при реализации двух режимов его работы на Луне: определения содержания воды в реголите в зависимости от глубины бурения и взятия образцов грунта для определения содержания летучих компонентов.

Цыганок С.Н., Попенко А.Н., Голых Р.Н. «CAE-системы для моделирования процесса кавитации в среде при двухчастотном ультразвуковом воздействии» Южно-Сибирский научный вестник, № 1, с. 96-102 (2018)

Приведен обзор и сравнение CAE-систем (ANSYS и COMSOL), реализующих компьютерное моделирование процесса кавитации в среде при двухчастотном ультразвуковом воздействии. Для указанного процесса описано преимущество компьютерного моделирования, использующего численное решение методом конечных элементов. Для каждой приведенной системы описаны реализованные математические модели процесса кавитации и модули, осуществляющие расчёты. В результате сравнения систем в соответствии с заданными критериями наиболее подходящей признана система COMSOL Multiphysics с модулями MEMS и Acoustic.