Исследование влияния геометрии насадок на интенсификацию осаждения аэрозолей в трубах в условиях резонанса
Автор: Линар Радикович Шайдуллин
Соавторы: Фадеев С.А.
Организация: Институт механики и машиностроения ФИЦ Казанский научный центр РАН
В настоящий момент сохраняется интерес к нелинейным волновым процессам, возникающих в акустических резонаторах различной геометрии [1]. Были изучены оптимальные формы резонаторов для увеличения амплитуды акустического давления. Результаты применимы при исследованиях течения сплошных сред, содержащих дисперсную примесь [2], воздействия колебательных систем на осаждение и коагуляцию аэрозолей [3, 4].
Исследования проведены на экспериментальной установке TV51075. На стол вибростенда устанавливался плоский поршень, который колебался в цилиндре соединенного с прозрачной стеклянной трубой радиусом R = 0.018 м равный радиусу поршня и цилиндра. Противоположный конец резонатора герметично закрывался плоской крышкой, насадкой в виде полусферы, конуса. Длины труб выбраны таким образом, чтобы сохранить равные объемы резонаторов. В качестве рабочей среды использовался аэрозоль DEHS с диаметром капель около 1 мкм.
Получены амплитудно-частотные характеристики колебаний давления газа. Выявлено, что для всех случаев колебаний форма волны давления имеет слабую нелинейность вблизи резонансной частоты, однако сохранял непрерывный вид. При резонансных колебаниях аэрозоля в трубах, наблюдается ускорение процесса осаждения по сравнению с естественным осаждением.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда №25-21-00912, https://rscf.ru/project/25-21-00912/.
1. Cervenka M., Soltes M., Bednarik M. Optimal shaping of acoustic resonators for the generation of high-amplitude standing waves // J. Acoust. Soc. Am. 2014. V. 136. P. 1003-1012.
2. Вараксин А. Ю. Двухфазные потоки с твердыми частицами, каплями и пузырями: проблемы и результаты исследований (обзор) // ТВТ. 2020. Т. 58. № 4. С. 646–669.
3. Amiri M., Sadighzadeh A., Falamaki C.: Experimental parametric study of frequency and sound pressure level on the acoustic coagulation and precipitation of PM2.5 // Aerosol Air Qual. Res. 2016. V. 16. P. 3012-3025.
4. Шайдуллин Л.Р., Фадеев С.А. Влияние конусной насадки на осаждение аэрозоля при акустических колебаниях малой амплитуды в трубе // Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа. 2023. № 6. С. 86-94.
