Сборник авторских физико-технических идей и решений в области процессов смешивания и измельчения в технических системах - страница 3
Преимущества и физическая магия
В чём же сила такого подхода? Всё дело в законах гидродинамики. По мере того как поток жидкости с закрученными микро вихрями сжимается вдоль центральной оси тора, радиус вращения уменьшается, а скорость возрастает – как у фигуриста, прижимающего руки к телу во время вращения. Растущие вращательные скорости создают огромное тангенциальное напряжение, которое и приводит к истиранию, перемалыванию, диспергированию.
Элемент неожиданности в том, что никакие острые лопасти, абразивные частицы или сверхвысокие давления в устройстве использовать не нужно. Всё происходит "по науке": геометрия + центростремительная сила + многомерная струйная динамика.
Выводы: скромный вихрь – мощный результат
– Ультратонкое (меньше 50 микрон) диспергирование происходит не из-за механических лопастей, а благодаря организованному, ускоряющемуся вихревому движению жидкости.
– Один процесс объединяет сразу несколько стадий: измельчение, смешивание, эмульгирование и гомогенизацию угольной или иной суспензии.
– Производительность устройства можно регулировать за счёт конструкции завихрителя: количество витков, форма ленты, скорость вращения.
– Способ прекрасно подходит для реализации в условиях НИОКР и даже «гаражного прототипирования», требуя минимум компонентов и максимальную эффективность.
– Диспергатор можно масштабировать: от маленькой лабораторной установки до полу индустриальной системы.
Рис. № 2. Визуализация тороидально-вихревого многомерного потока жидкости.
Заключение
Тороидально-вихревой способ диспергирования – это красочный пример того, как можно использовать физику потока для решения задач, которые раньше требовали сложных технических решений. Он показывает, что с правильной геометрией и пониманием природы вращательного движения можно достигать выдающихся результатов – быстро, точно и без дорогостоящего оборудования.
Заключение
Настоящий сборник представляет совокупность исследовательских работ, объединяющих разнообразные инженерно-технические решения и концептуальные подходы в области управления жидкими средами. Каждая работа направлена на выявление новых тенденций и перспективных направлений, способствующих улучшению эксплуатационных характеристик оборудования, повышению энергоэффективности и снижению издержек в процессах, связанных с обработкой и транспортом жидкостей.