Статті
Постійне посилання колекціїhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7522
Переглянути
16 результатів
Результати пошуку
Документ Оптимізація конструкції вузлів підведення рідини в скрубер Вентурі на основі CFD досліджень(2024) Пономаренко, Віталій Васильович; Люлька, Дмитро Миколайович; Якобчук, Роман Леонідович; Слюсенко, Андрій Михайлович; Лементар, Святослав Юрійович; Хитрий, Ярослав Сергійович; Тимченко, Іван В'ячеславовичУ процесах харчової промисловості, повʼязаних із сушінням, подрібнення тощо, утворюється пил, що створює проблеми санітарного, екологічного й технологічного характеру (негативний вплив на здоровʼя людини, забруднення навколишнього середовища та втрата цінної сировини із пилом). Вирішення цих проблем залежить від комплексного вдосконалення роботи пилоочисного обладнання. Одним з основних та ефективних елементів такого обладнання є скрубер Вентурі. Метою дослідження є визначення раціональної конструкції форсунок для осьового розподілення рідини на вході в скрубер і периферійного її підводу через отвори в горловині для забезпечення мінімальної та достатньої густини зрошення. Це дасть змогу максимально змочити пилові частинки та в подальшому їх видалити. Для досягнення поставленої мети використано методи обчислювальної гідродинаміки (CFD), реалізовані в програмному пакеті ANSYS CFX. Досліджено роботу форсунок трьох типів: струминної, відцентрово-струминної та відцентрової. Розроблено їх тривимірні моделі і згідно із загальноприйнятим алгоритмом досліджень приведено методику налаштування модулів програми для реалізації цього завдання. Особливості налаштування модулів при дослідженні скруберів з різним конструктивним виконанням вузлів підводу рідини описані при вирішенні задачі раціонального конструктивного виконання вузлів підводу рідини в скрубер. Отримані результати числових розрахунків дали змогу вибрати відцентрово-струминні форсунки, розміщені по осі скрубера для зрошення його горловини, як ефективний варіант. Рівномірний розподіл рідини по поперечному перерізу та по довжині можливий для зменшення витрати рідини вдвічі. Дослідження конструктивного виконання периферійного підведення рідини показали, що виконання підвідних отворів посередині горловини не є раціональним, оскільки вздовж вхідних кромок горловини виникають зони вихрових течій, а вирівнювання концентрації рідини відбувається на її виході. Більш раціональним варіантом периферійного підведення рідини є її підведення через отвори, що виконані в горловині на відстані 0,1…0,2 від її початку.Документ Обґрунтування режимів роботи адаптронних функціональних модулів дозування рідкої продукції ваговим способом(2023) Гавва, Олександр Олександрович; Кривопляс-Володіна, Людмила ОлександрівнаСучасні машини-автомати мають характеризуватися не тільки високою продуктивністю, але й високою точністю виконання функцій. Для пакувальних машин-автоматів, що пакують продукцію в споживчу тару, такою функціо-нальною точністю є точність формування дози. На нинішньому етапі проєк-тування пакувальних машин (наявність функціональних модулів, мікроприводів, мікродатчиків, комп’ютерних технологій керування тощо) доречним є створен-ня адаптронних функціональних модулів для вагового способу формування дози. Донедавна цей спосіб дозування для рідкої продукції майже не застосовувався через відсутність відповідних приводів, датчиків механізованих систем керуван-ня, а також обґрунтування режимів роботи системи живлення продукції та системи зважування. У статті наведено розроблену структуру адаптронного функціонального модуля дозування рідкої продукції ваговим способом. Проаналізовано етапи на-повнення тари рідкою продукцією та врахування динамічної складової зважу-вання. Оптимізувати процес формування дози за часом і точністю дозування можна шляхом раціонального підбору геометричної форми клапана насадки та раціонального закону його руху відносно каналу насадки. Виконано теоретичний аналіз руху продукції по каналу насадки при застосуванні чотирьох широко ви-користовуваних геометричних форм клапана (конічної; сферичної із сідлом, що не повторює форму клапана; сферичної із сідлом, що повторює форму клапана; циліндричної). На прикладі фасування молока в пляшку місткістю 1 л одержано графічні залежності, що відображають ефективність регулювання потоком продукції. Встановлено, що клапани конічної форми забезпечують найбільший хід клапана при однакових витратних характеристиках, а сферичної із сідлом, що повторює форму клапана, найменший хід. Аналіз цих результатів надає мо-жливість припустити, що найбільш оптимальною геометричною формою є ко-нічно-сферична, або подібна до краплі. Modern automatic machines must be characterized not only by high performance but also by high functional accu-racy. For automatic packaging machines that pack products into consumer packaging, this functional accuracy is the ac-curacy of dose formation. At the current stage of designing packaging machines (availability of functional modules, mic-rodrives, microsensors, computer control technologies, etc.), it is appropriate to create adaptive functional modules for the weight-based dosing method. This method of dosing for liqu-id products was almost never used due to the lack of appro-priate drives, sensors of mechanized control systems, as well as justification of the operating modes of the product power supply system and the weighing system. The developed struc-ture of an adaptronic functional module for dosing liquid products in a weighted manner is presented in the article. The stages of filling containers with liquid products were analyzed taking into account the dynamic component of weighing. The process of dose formation in terms of time and dosing accu-racy can be optimized by rational selection of the geometric shape of the nozzle valve and the rational law of its movement relative to the nozzle channel. A theoretical analysis of the product movement through the nozzle channel using four commonly used geometric shapes of the valve (conical; sphe-rical with a seat that does not follow the shape of the valve; spherical with a seat that follows the shape of the valve; cy-lindrical) is performed. On the example of packaging milk in a 1-litre bottle, graphical dependencies were obtained that ref-lect the efficiency of product flow control. It was found that conical valves provide the largest valve stroke with the same flow characteristics, and spherical valves with a seat that follows the shape of the valve provide the smallest stroke. The analysis of these results suggests that the most optimal geometric shape is conical-spherical or drop-shaped.Документ Струйные потоки в упаковочных технологиях(2015) Гавва, Александр Николаевич; Кривопляс-Володина, Людмила АлександровнаВопрос энергосбережения и рационального использования энергетического потенциала в технологическом процессе всегда был актуальным и первоочередным. Упаковывание, подготовка потребительской тары, смешивание сыпучих сред, измельчение, разделение неоднородных систем, диспергирование жидкостей для различных целей производства осуществляются с образованием большой поверхности контакта фаз при сравнительно простом аппаратурном оформлении. Большую часть перечисленных операций сопровождают системы струйных газовых и жидкостных потоков, необходимые для обработки поверхности упаковки, продукта либо выполнения задач отбраковывания и очистки поверхностей. Несмотря на многообразие механических устройств для распыления жидких и сыпучих сред, применяющихся в промышленности, практически отсутствуют аппараты для формирования потоков с равномерным (одинаковым для разных материалов) распределением частиц по сечению потока, а существующие устройства малопригодны для качественного распыления жидкостей, обладающих повышенной вязкостью и содержащих твердую фазу. The issue of energy saving and rational use of energy potential in the technological process is always was relevant and top priority. Packaging, preparation of consumer containers, mixing of bulk media, grinding, separation of heterogeneous systems, the dispersion of liquids for various production purposes is carried out with the formation of a large phase contact surface with a relatively simple hardware design. Most of the listed operations accompany systems of jet gas and liquid streams necessary for surface treatment of packaging, product or performing surface rejection and cleaning tasks. Despite the variety of mechanical devices for spraying liquid and granular media used in industry, there are practically no devices for forming flows with a uniform (same for different materials) distribution of particles across flow cross-section, and existing devices are of little use for high-quality spraying of liquids with high viscosity and containing a solid phase.Документ Дослідження процесу розпилення рідини за допомогою CFD-технологій(2022) Слюсенко, Андрій Михайлович; Пономаренко, Віталій Васильович; Блаженко, Сергій Іванович; Хитрий, Ярослав СергійовичУ газорідинних системах інтенсифікація процесів обміну маси або енергії можлива при створенні значної площі поверхні контакту фаз і швидкому її оновленні шляхом розпилення рідини гідравлічними форсунками. При встановленні їх в обладнання потрібно знати характеристики факела розпилення, що дає змогу забезпечити найбільш ефективну роботу. Такі дані отримують при експериментальному дослідженні форсунок, однак при зміні розмірів, їх співвідношень потрібні додаткові дослідження, які вимагають наявності експериментальних стендів, відповідного обладнання, є дорогими та потребують значного часу на їх проведення й обробку результатів.Найпотужнішою програмою для дослідження гідродинаміки потоків є система ANSYS з CFD модулями, завдяки якій можна дослідити структуру потоків у камері змішування форсунки, на виході з її сопла, передбачити явище розпилення та руйнування струменя рідини. Основним критерієм отримання достовірних результатів моделювання є коректне налаштування всіх розрахункових модулів програмного забезпечення. У статті визначено характеристики факела розпилення потоку у форсунці з використання CFD-технологій як прогресивного, високоефективного та економічно доцільного методу досліджень. Розроблено алгоритм проведення числового моделювання гідродинаміки потоку рідини у форсунці та на виході з її сопла, що складається із шести етапів. Отримані CFD-моделюванням числові значення розподілення швидкості та об’ємної частки рідини для факела розпилення корелюють з відомими експериментальними даними. Встановлено, що всередині факела створюється розрідження порядку 165 Па, причому воно максимальне у прикореневій зоні, знижується до периферії і при віддаленні від сопла. Зона пониженого тиску пояснює ежектування газової фази ззовні всередину факела розпилення.In gas-liquid systems, the intensification of mass or energy exchange processes is possible by creating a significant area of the contact surface of the phases and uickly updating it by spraying the liquid with hydraulic nozzles. When installing them in equipment, it is ecessary to know the characteristics of the spray jet in order to ensure the most efficient operation. Such data are obtained during the experimental study of injectors. However, when changing the sizes, their ratios, additional studies are required, which require the availability of experimental stands, appropriate equipment, which are expensive and require considerable time for their implementation and processing of the results. The most powerful program for the study of fluid dynamics of flows is the ANSYS system with CFD-modules. It is possible to investigate the structure of flows in the mixing chamber of the nozzle, at the outlet of nozzle, to foresee the phenomenon of spraying and destruction of the liquid jet. The main criterion for obtaining reliable simulation results is the correct setting of all calculation software modules. The aim of the work is to determine the characteristics of the spray jet in the nozzle using CFD technologies as a progressive, highly efficient and economically viable research method. An algorithm for numerical simulation of the hydrodynamics of the fluid flow in the nozzle and the exit from its nozzle was developed. It consists of six stages. Numerical values of velocity and volume fraction of liquid for the spray torch, obtained by CFD modeling, correlate with known experimental data. It is established that a zone of the lowpressure of about 165 Pa is created inside the torch of the sprayed liquid (maximum in the root zone, decreases to the periphery and at a distance from the nozzle). The low-pressure zone explains the ejection of the gas phase from the outside into the middle of the spray torch.Документ Дослідження ежекторів з компактним і диспергованим струменем рідини для сульфітаторів у цукровій промисловості(2017) Хитрий, Ярослав Сергійович; Пономаренко, Віталій ВасильовичУ статті досліджено гідродинаміку течії двофазного потоку в ежекційному апараті з подовженою камерою змішування та компактним і диспергованим струменем рідини. Проаналізовано наукову літературу, в якій описано роботу сульфітаторів різних типів і зазначено, що найпоширенішими є апарати струминного типу. Розглянуто роботу сульфітаторів струминного типу, виявлено недоліки та вказано основні напрями їх модернізації. Для встановлення закономірностей течії рідини в ежекційному апараті спроектовано та виготовлено лабораторну установку, конструкцію якої описано в статті. Дослідами встановлено залежність коефіцієнта ежекції від основної геометричної характеристики при використанні як робочого сопла струминної та відцентрово-струминної форсунок. Аналіз отриманих результатів дав змогу визначити значення оптимальної геометричної характеристики ежектора для всіх типів розпилювачів. This article is devoted to the study of the hydrodynamics of two-phase flow in an ejection device with an extended mixing chamber and a compact dispersed liquid jet. The scientific literature describing the operation of various types of sulfitators has been analyzed, and jet type machines have been pointed out to be the most common. The operation of the jet type sulfitators has been studied, their defects have been revealed and main directions of their modernization have been indicated. In order to establish jet patterns of the fluid in the ejection device, a laboratory facility, which design has been described in this work, has been designed and manufactured. By experiments we managed to establish the dependence of the ejection coefficient on the main geometric characteristic when using it as a motive nozzle of jet and centrifugal-jet nozzles. The analysis of the results allowed determining the values of optimal geometric characteristics of the ejector for all types of jet machines.Документ Провальна тарілка з кульовою насадкою (Патент на корисну модель № 135332)(2019) Пастушенко, Ігор Миколайович; Марценюк, Олександр Степанович; Шевченко, Олександр ЮхимовичПровальна тарілка з кульовою насадкою, що містить переливні пристрої і насипну кульову насадку на тарілці, яка відрізняється тим, що діаметр отворів тарілки становить 0,82...0,88 від діаметра насадкових тіл, відстань між центрами отворів тарілки більша за діаметр насадкових тіл, густина матеріалу насадки в 1,05...1,10 рази перевищує густину рідкої фази, а кількість насадкових тіл більша від кількості отворів у тарілці.Документ Струминні сульфітаційні установки: недоліки, шляхи їх усунення, експериментальне дослідження гідродинаміки(2016) Пономаренко, Віталій Васильович; Бабко, Євген Миколайович; Лементар, Святослав Юрійович; Перекрест, Володимир ВікторовичРозглянута робота типової струминної сульфітаційної установки. На гідравлічному стенді досліджена робота ежекційного апарату типового сульфітатора та показані причини його незадовільної роботи. Досліджений ежектор з подовженою камерою змішування та відцентрово- струминною форсункою в якості робочого сопла. Знайдений діапазон оптимальної геометричної характеристики такого ежектора. Having considered the work of a typical inkjet sulfiatsionnoy installation. On the stand of the hydraulic work investigated ejection apparatus sulfiatora model and shows the reasons for its poor performance. Investigated an ejector with an elongated mixing chamber and centrifugal jet nozzle as the working nozzles. We found a range of optimal geometric characteristics of the ejector.Документ Экспериментальное исследование эжектора с диспергированной струей(2015) Пономаренко, Виталий Васильевич; Димитров, Цветан; Пушанко, Николай НиколаевичОсуществление технологических процессов физико-химической обработки пищевого сырья связано с массообменными процессами, перемещением и перемешиванием твердой, газообразной или жидкой фаз. Наибольшее распространение получили хорошо обоснованные механический и гидродинамические способы интенсификации процессов, основанные на локальном вводе энергии. Достаточно просто его можно осуществить эжекционным способом. Experimental study of a dispersed jet ejector. In this study, the authors presented the results of a dispersed jet ejector and a cylindrical mixing chamber in its upright position. The dependences of the ejection volume ratio of supply pressure fluid to the nozzle backpressure magnitude. Identified self-similar mode of operation of the ejector in which the ejection volume coefficient is independent of the pressure.Документ Обґрунтування вибору ежекторів для пакувального обладнання(2018) Кривопляс-Володіна, Людмила ОлександрівнаПрограми імітаційного моделювання й обчислювальні ресурси на базі CFD-методів (Computational Fluid Dynamics) є основою вирішення складних технічних завдань та інтегрування передових технологій в оновлені технічні рішення. У статті описано алгоритм і розроблені на його основі математичні моделі для дослідження пневмосоплових систем у пакувальному обладнанні. Представлена методика дає змогу синтезувати нові пристрої, прискорити процес дослідження і розробки технічної документації, скорочує час випробовувань. Загальна мета цієї статті — дати огляд імітаційних методів дослідження в програмному пакеті (ПП) FlowVision; дослідити математичну модель гідродинамічного характеру в пневмосопловому ежекторі для функціональних модулів пакувального обладнання харчових продуктів. Programs for simulation and computational resources based on CFD-methods (Computational Fluid Dynamics) - is the basis for solving complex technical problems. This is a method for integrating advanced technologies into new technical solutions. The paper describes the algorithm and the development on its basis of a mathematical model for the investigation of a pneumatic nozzle system in packaging equipment. In ejector systems of packaging machines, performance is critical to the operation of the technology system. Construction of mathematical models is an effective method for analyzing the performance of the ejector. In some functional systems of packaging machines with nozzle devices it is necessary to take into account the performance as well. The urgent task for a simplified selection and verification of regulated technological operations with ejectors in packaging machines — requires the development of a generalized model. Different working environments are considered in the calculations of the model: air, vacuum, gas modified media. The results of a series of simulation experiments revealed that the defining elements of the ejector's performance are: a) a nozzle that provides the required flow; b) the mixing chamber with the necessary parameters; c) the location of the nozzle and its form of communication with the surface of the ejector, providing the required pressure distribution and turning the jet. The described technique allows to synthesize new devices, accelerate the process of research and development of technical documentation, shortens the testing time. The overall goal of this article is to provide an overview of the simulation methods of research in the Flow Vision software package; to study the mathematical model of the hydrodynamic nature in the pneumatic nozzle ejector for the functional modules of the packaging equipment.Документ Моделювання процесу розпилення молока дисками з різними конструкціями сопел(Моделювання процесу розпилення молока дисками з різними конструкціями сопел / С. Ю. Лементар, В. В. Пономаренко, Ю. І. Вересоцький, Р. Л. Якобчук // Наукові праці Національного університету харчових технологій. - Т. 23, № 4. - К. : НУХТ, 2017. - С. 98–104., 2017) Лементар, Святослав Юрійович; Пономаренко, Віталій Васильович; Вересоцький, Юрій Іванович; Якобчук, Роман ЛеонідовичУ статті наведено результати моделювання процесу розпилення згущеного незбираного молока розпилювальними дисками із соплами круглого та прямокутного профілю, прямою та дуговою твірними. Встановлено, що при вказаних у статті вхідних параметрах продукт із круглих сопел виходить з максимальною швидкістю 173 м/с та має турбулентну енергію 62 Дж/кг. При використанні сопел з дуговою твірною та прямокутним перерізом продукт виходить в вигляді тонкої плівки трапецієвидного поперечного перерізу, яка має таку ж максимальну швидкість, але значно вищу турбулентну енергію (до 737 Дж/кг), що сприяє кращому диспергуванню вихідного потоку й утворенню більш дрібних крапель розпиленого молока. The results of modeling the process of sputtering of condensed whole milk by spraying disks with nozzles of round and rectangular profile, straight and arc generators are presented in the article. It was found that with the input parameters specified in the article, the product from the round nozzles comes out at a maximum speed of 173 m/s and has a turbulent energy of 62 J/kg. When using arc-shaped nozzles with a rectangular cross-section, the product emerges as a thin film of a trapezoidal cross section that has the same maximum velocity but significantly higher turbulent energy (up to 737 J/kg), which contributes to better dispersing of the output stream and formation of smaller drops of sprayed milk.