Том 4, № 2 (2018): 19.06.2018

В представленной статье рассмотрен опыт Самарского технического университета по использованию низкочастотной кавитации в технологии мойки деталей машин и приборов. На базе результатов исследований НТЦ «Надёжность» СамГТУ разработаны и апробированы на предприятиях низкочастотные кавитационные моечные установки и технологии с примене-нием в качестве моющей жидкости технической воды без подогрева и моющих средств: установка на АО «Авиаагрегат» для мойки алюминиевых труб шасси самолётов при погружении в кавитирующую жидкость; установка для промывки пакетов фильтроэлементов маслосистем газотурбинных авиадвига-телей; установки для струйно-кавитационной мойки изделий сложной формы и больших габаритов - баков ракет-носителей на АО «РКЦ «Прогресс», круп-ногабаритных буксовых подшипников железнодорожных вагонов на ОАО «СПЗ» и в вагонных депо станций Кинель и Самара Куйбышевской железной дороги и др. без внесения конструктивных изменений и перенастройки их штатной схемы.
Разработки показали, что промывка деталей при низкочастотной кавитации не только производительнее других известных способов мойки, но и позволяет очищать детали сложной конфигурации с внутренними полостями и глухими каналами, успешно удаляют твердые абразивные частицы, шаржированные в поверхности деталей при шлифовании и др.
Представленные в статье низкочастотные кавитационные установки для мойки деталей погружением в моющую жидкость и струйной мойки, обеспечивают при относительно невысокой стоимости высокий уровень качества и производительности мойки, что подтверждено при их промышленной апробации.

Термоакустические двигатели представляют собой устройства с внешним подводом тепла, в которых осуществляется преобразование тепловой энергии в энергию акустических колебаний. К их основным преимуществам можно отнести высокую эффективность преобразования энергии (до 35 %), минимальное количество подвижных частей, высокую надежность, отсутствие контактных уплотнений и работу от разнообразных источников тепловой энергии (углеводородные топлива, тепловые выбросы, ядерные источники, солнечное излучение и т.д.). Основная цель данной работы заключается в разработке, изготовлении и проведении экспериментальных исследований термоакустического двигателя на бегущей волне с максимальной подводимой тепловой мощностью от электрического нагревательного элемента до 1000 Вт. Конструктивно термоакустический двигатель включает в себя инерционную трубу, три теплообменника, регенератор, термическую буферную трубу и акустический резонатор. В качестве рабочего тела в двигателе выступает гелий при среднем давлении от 1,0 до 3,0 МПа. Частота колебаний гелия на установившемся режиме работы двигателя составляет 96-98 Гц. Регенератор выполнен в виде пакета металлических сеток и является основным элементом двигателя, в котором осуществляется термоакустическое преобразование энергии.
В процессе экспериментальных исследований решались следующие задачи:
- определение оптимальных условия возбуждения акустических колебаний во внутреннем контуре термоакустического двигателя;
- определение минимальной температуры запуска термоакустического двигателя;
- определение зависимостей температуры запуска, частоты акустических колебаний и амплитуды акустического давления от подводимой тепловой мощности;
- определение внутреннего КПД термоакустического двигателя, который характеризует эффективность преобразования тепловой энергии в энергию акустических колебаний при максимальной подводимой тепловой мощности к рабочему телу.
В ходе проведения экспериментальных исследований определено оптимальное среднее давление гелия, при котором обеспечивается минимальная температура нагревателя, необходимая для запуска двигателя 436 К (163 °C). Максимальное значение генерируемой регенератором акустической мощности составило 90 Вт. При этом эффективность преобразования тепловой энергии в энергию акустических колебаний достигала 22,5 % при температуре нагревателя 317 °C. Также в ходе проведения испытаний удалось установить зависимости температуры запуска, частоты акустических колебаний и амплитуды акустического давления от подводимой тепловой мощности.
Описанный в данной работе тип двигателя может найти применение во многих практических приложениях.

В системах управления расходом питательной воды (СУ РПВ) в парогенератор на современных изделиях и изделиях нового поколения требования по виброшумовым характеристикам (ВШХ) и гидродинамическому шуму (ГДШ) значительно повышены. В настоящее время регулирующие органы (РО) удовлетворяют требованиям нормативных документов по виброшумовым характеристикам (ВШХ) 80х годов. Для решения задачи на соответствия современным требованиям ранее широко использовалась плоская постановка задачи, которая не дает полной и адекватной картины фчизических полей электрогидравлической аппаратуры. Поэтому постепенно необходимо усложнять задачу и переходить в трехмерную область. Проделана совместная работа с рядом расчетных компаний дистрибьюторов и производителей кодов вычислительной гидродинамики (ВГД, в зарубежной литературе CFD) с целью определения путей повышения акустического качества наших изделий путем трехмерного математического моделирования с получением параметров физических полей с последующей верификацией. Верификация производилась по расчетной величине расхода в положениях протечки и полного открытия и значениях полученных на стенде при испытаниях изготовленного макета. Расхождение математического моделирования с экспериментом не превысило 5%.