Высокая эффективность УЗPвоздействий наPразличные технологические процессы подтверждена многочисленными исследованиями иPопытом более чем тридцатилетнего применения наPряде предприятий различных отраслей промышленности. Несомненные достоинства УЗPколебаний должны были обеспечить ихPширочайшее использование при решении сложных проблем современных производств, предназначенных для выпуска конкурентоспособной продукции. Однако, вPнастоящее время УЗPтехника практически неPиспользуется из-за высокой стоимости, узкой специализации иPнизкой эффективности разработанных ранее крупногабаритных промышленных установок, практически полного отсутствия малогабаритных высокоэффективных УЗPаппаратов для современных малых иPсредних производств, сельского хозяйства, бытового обслуживания, иPполного отсутствия УЗPаппаратов индивидуального бытового применения.
Подведем некоторые итоги. Одним изPперспективных физических методов воздействия наPвещества для интенсификации технологических процессов является метод, основанный наPиспользовании механических колебаний ультразвукового диапазонаP так называемых ультразвуковых (УЗ) колебаний. Наиболее успешно УЗPколебания используются вPпроцессах, связанных сPжидкими состояниями реагентов, поскольку только вPних возникает специфический процессP УЗPкавитация, обеспечивающий максимальные энергетические воздействия наPразличные вещества. Воздействие УЗPколебаний наPразличные технологические процессы вPжидких средах позволяет: неPменее чем вP10....1000 раз ускорить процессы, протекающие между двумя или несколькими неоднородными средами (растворение, очистку, обезжиривание, обезгаживание, крашение, измельчение, пропитку, эмульгирование, экстрагирование, кристаллизацию, полимеризацию, предотвращение образования накипи, гомогенизацию, эрозию, химические иPэлектрохимические реакции иPдр.); увеличить выход полезных продуктов (например, экстрактов) иPпридать имPдополнительные свойства (например, биологическую активность иPстерильность); получить новые вещества (например, тонкодисперсные эмульсии иPсуспензии, аPтакже реализовать технологические процессы, неPреализуемые традиционными методами; обеспечить размерную обработку (сверление, снятие фасок, выполнение пазов) хрупких иPтвердых материалов, неPобрабатываемых традиционными методами (стекло, самоцветы, ферриты иPт.п.), также интенсифицировать многие процессы (сварку металлов иPполимерных материалов, склеивание иPдр.).
Кандидат педагогических наук, ПоповаPО.В.P признанный специалист вPобласти непрерывного экологического образования. Разработанная ПоповойPО.В. модель взаимодействия окружающей среды иPчеловека вPпроцессе выполнения последним некоторой производственной функции позволяет объективно оценить влияние технических решений наPэкологическое состояние региона иPздоровье человека. Эта модель была использована иPпри исследовании влияния предсказанных иPпрочих эффектов наPэкологическое состояние окружающей природной системы. НаPоснове экспериментальных иPлитературных данных вPработе показана возможность экологической безопасности малогабаритных многофункциональных УЗPсистем, аPтакже обосновано максимально эффективное использование ресурсов при интенсификации получения целевых продуктов УЗPметодами.
Ситуация изменилась сPпоявлением мощных высокочастотных транзисторов иPпьезоэлектрических керамических материалов, наPоснове которых стало возможным создание малогабаритных, надежных, простых вPэксплуатации иPдешевых ультразвуковых генераторов иPизлучателей. СPдругой стороны, рыночная модель экономики стимулировала появления множества малых предприятий поPпереработке растительного сырья иPобработке материалов, успешная деятельность которых впрямую зависит отPэффективности используемых технологий. Названные выше причины иPмножество других иPстимулировали развитие нового поколения ультразвуковых систем, которые получили название многофункциональных ультразвуковых преобразователей.PИ, наконец, отметим еще один важнейший фактор, обеспечивающий широкое внедрение передовых технологий вPжизнь иPбыт человека. Фактор этот, доPнедавнего времени вPуправлении научно-техническом прогрессом практически неPучитывался, даPи вPнастоящее время используется, как правило, вPформе активной (часто навязчивой) рекламы, хотя имеет неоценимое значение при внедрении новых методов, способов иPнаучных иPтехнических достижений вPобиходную жизнь человека. МыPговорим оPнепрерывном образовании человека, как процессе представления новых знаний, формирования умений иPнавыков использования разработанных передовых технологий сPцелью повышения благосостояния человека иPснижения риска вредных последствий интенсификации производственных процессов. ВPэтой связи предлагаемая читателю монография, которую можно охарактеризовать, как научно-производственное издание, имеет ряд несомненных достоинств. ВоP первых, она написана авторамиP специалистами вPрассматриваемой области знаний. Кандидат технических наукPВ.Н. ХмелевP признанный авторитет вPобласти ультразвуковых технологий, автор концепции применения ультразвука для интенсификации процессов вPсельском хозяйстве, обработке материалов иPбыту иPв условиях малых предприятий. ОнPявляется научным руководителем лаборатории акустических процессов иPаппаратов Бийского технологического института Алтайского Государственного технического университетаPим.PИ.И. Ползунова иPавтором семейства многофункциональных малогабаритных ультразвуковых аппаратов, предназначенных для широкого применения вPпромышленных иPбытовых приложениях. Существенную помощь вPдостижении этой цели окажет вторая часть работы, вPкоторой приведены многочисленные рекомендации поPприменению УЗ-технологий вPприготовлении соков, эмульсий, смесей, засолке мяса, рыбы, экстракции, сваривании линолеума, обезжиривании, сверлении отверстий вPхрупких материалах иPпр. При этом, читатель познакомится сPустройством иPтехническими характеристиками многофункциональных УЗ-приборов, выпускаемых серийно, что убедит его вPвысоком качестве изделий иPтехнологий иPпозволит осуществить обоснованный выбор прибора изPпредлагаемого ряда для реализации своей цели. Кроме того, приводимые вPкниге сведения несомненно будут полезны при эксплуатации приборов.
Вместе сPтем, отмеченные выше достижения ультразвуковых технологий заPисключением медико-диагностической направленности доPнастоящего времени почти неPизвестны иPне используются вPпрактической иPбытовой деятельности жителей страны. Причин тому несколько. Во-первых, доPнедавнего времени ультразвуковые приборы иPагрегаты изготовлялись изPэлектронных компонентов низкой степени интеграции, аPизлучающие элементы иPволноводы представляли собой сложные конструкции. ВPсилу необходимости стабилизации множества параметров работы электронной схемы генератора ультразвука, последние представляли собой ненадежные устройства, настройка иPэксплуатация которых требовала усилий специалистов высокой квалификации. Наконец, мощные генераторы ультразвуковых колебаний воPвремя работы создавали вокруг себя паразитные излучения, последствия воздействия которых наPчеловека были мало изучены. Во-вторых, вPсилу сложности иPвысокой стоимости ультразвуковых приборов ихPиспользование развивалось только вPтехническом (промышленном) направлении, аPбытовое применение ультразвуковых технологий доP90 годов практически неPрассматривалось.
Безусловно, ускорение научноP технического прогресса может считаться важнейшей чертой двадцатого века. Примером тому является развитие научных знаний вPобласти ультразвуковых колебаний, технических иPтехнологических приложений, направленных наPиспользование ультразвука вPпрактической деятельности человека. Чуть более полувека прошло сPначала исследований вPобласти ультразвуковых колебаний, аPв активе человечестваP десятки высокоэффективных ультразвуковых технологий, вPтом числе, закалки, лужения иPпайки металлов, предотвращения накипи наPтеплообменных поверхностях, сверления хрупких иPособо твердых материалов, сушки термолабильных веществ, получения эмульсий иPсверхтонких суспензий, диспергирования красителей, сварки металлов иPполимеров, мойки, очистки деталей без применения горючих иPтоксичных растворителей. Практически невозможно описать все методы иPсистемы ультразвуковой диагностики заболеваний, томографии, неразрушающего контроля изделий иPтехнологических параметров производств. Только вPСША более 100 фирм производят иPосуществляют внедрение ультразвукового технологического оборудования сPмощностью ультразвуковых приборов отP10 ватт доP10PкВт. ВPнашей стране доP90P хPгодов активная разработка, изготовление иPвнедрение ультразвуковых технологий вPнародное хозяйство осуществлялась десятками научноP производственных центров, научное иPметодическое обеспечение которыми осуществлялось Акустическим институтом АНPСССР.
Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова
Научный редактор: д.т.н., профессор Ю.И. Титаренко Рецензент: д.т.н., профессор, зав. каф. оптимальных и адаптивных систем управления Томской Академии систем управления и радиоэлектроники В.П. Бондаренко
Рекомендовано к печати кафедрой методов, средств измерений и автоматизации Бийского технологического института Алтайского государственного технического университета (зав. кафедрой - профессор Г.В. Леонов)
Сформулированы общие требования к многофункциональным ультразвуковым аппаратам, описаны четыре типа многофункциональных ультразвуковых аппаратов, способным удовлетворить потребности современных производств, сельского и домашнего хозяйства, показана высокая эффективность их использования и даны практические рекомендации по интенсификации различных технологических процессов. Рассмотрены экологические аспекты применения ультразвуковых технологий и показана их экологическая безопасность.
Хмелёв В.Н., Попова О.В. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве: научная монография/ Алт. гос. Техн. Ун-т. им. И.И. Ползунова. - Барнаул: изд. АлтГТУ, 1997. - 160 с.
Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве
Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве
Комментариев нет:
Отправить комментарий