|
DOI: 10.14489/hb.2020.06.pp.018-023
Мандровский К. П., Садовникова Я. С.
ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КАЧЕСТВА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕАГЕНТА КОМБИНИРОВАННОЙ ДОРОЖНОЙ МАШИНОЙ
(с. 18-23)
Аннотация. Из теории аэрогидродинамики известно, что конструкция гидравлических форсунок и режимы их работы определяют характер распределения капель по пространству и экономичность технологического процесса. Исследованы характеристики качества распределения жидкого реагента, а именно, скорость слета капель с диска и радиус зоны обработки, образуемой слетающими каплями на покрытии. Рассмотрен вопрос о дисперсности факела распыла маловязкой жидкости, о ее роли в формировании основных кинематических характеристик движущихся капель. Осуществлены численный расчет и анализ влияния дисперсности капель распределяемой жидкости (реагента) на значение скорости слета капель с вращающегося диска и на величину радиуса зоны обработки покрытий. Для исследований выбраны два значения сопловых отверстий форсунки и широкий диапазон варьирования диаметров капель реагента. На базе ранее разработанных авторами математических моделей процесса истечения капель из форсунки и движения капель в воздушной среде, реализованных в рамках программного продукта, рассчитаны скорости истечения капель из сопла форсунки и скорости слета капель с диска при заданном давлении. Проведен цикл расчетов радиуса зоны обработки покрытия при варьируемых режимах работы и геометрических характеристик гидравлического оборудования, обеспечивающих качественную и экономичную реализацию процесса распределения противогололедного реагента комбинированной дорожной машиной.
Ключевые слова: форсунка; сопло форсунки; диаметр капли; радиус зоны обработки; скорость слета капли; маловязкая жидкость; математическое моделирование.
Mandrovskiy K. P., Sadovnikova YA. S.
NUMERICAL RESEARCH OF QUALITY CHARACTERISTICS OF REAGENT DISTRIBUTION BY COMBINED ROAD MACHINE
(pp. 18-23)
Abstract. From the theory of aerohydrodynamics it is known that the design of hydraulic nozzles and the modes of their operation determine the nature of the distribution of droplets in space and the efficiency of the process. The subject of the research is the characteristics of the distribution quality of the liquid reagent, namely, the speed of dropping of droplets from the disk and the radius of the treatment zone formed by flying droplets on the coating. The question of the dispersion of the spray torch of a low-viscosity liquid, its role in the formation of the basic kinematic characteristics of moving drops, is considered. The article provides a numerical calculation and analysis of the effect of the dispersion of droplets of a distributed liquid (reagent) on the rate of dropping of droplets from a rotating disk and on the radius of the coating treatment zone. For research, two values of nozzle nozzle openings and a wide range of variation in the diameters of reagent droplets were selected. Based on the mathematical models previously developed by the authors of the process of dropping droplets from the nozzle and the movement of droplets in the air, implemented as part of a software product, the velocity of dropping of droplets from the nozzle nozzle and the rate of dropping of droplets from the disk at a given pressure were calculated. A cycle of calculations of the radius of the coating treatment zone was carried out with varying work and geometric characteristics of hydraulic equipment, providing high-quality and cost-effective implementation of the anti-icing reagent distribution process.
Keywords: Nozzle; Droplet diameter; Processing area radius; Droplet drift rate; Spray pattern; Mathematical modeling.
К. П. Мандровский, Я. С. Садовникова (Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
K. P. Mandrovskiy, Yа. S. Sadovnikova (Moscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI), Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Экспериментальное исследование диспергирования жидкости эжекционными форсунками / В. А. Архипов, С. С. Бондарчук, М. Я. Евсевлеев и др. // Инженерно-физический журнал. 2013. Т. 86, № 6. С. 1229 – 1236.
2. Хафизов Ф. Ш., Афанасенко В. Г., Боев О. В. Разработка конструкции устройства для диспергирования жидкости и методики расчета его основных параметров // Машиностроение и инженерное образование. 2008. № 3. С. 48 – 54.
3. Kulkarni V., Sivakumar D., Oommen C., Tharakan T. J. Liquid Sheet Breakup in Gas-Centered Swirl Coaxial Atomizers // Fluids Engineering. 2010. P. 62 – 68.
4. Иванов А. В., Смирнов Ю. Д., Капранов И. E. Исследование процессов диспергирования жидкости при работе форсунок пылеподавления // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. Гидрология. 2012. № 25. С. 26 – 34.
5. Черноволов В. А., Кравченко Л. В. Математическое моделирование процессов распределения жидкостей в агротехнологиях. Зерноград: Донской государственный аграрный университет, 2016. 208 с.
6. Крук И. С., Кот Т. П., Гордеенко О. В. Способы и технические средств зашиты факела распыла от прямого воздействия ветра в конструкциях полевых опрыскивателей. Минск: БГАТУ, 2015. 284 с.
7. Техника распыления. http://kraftlog.ru/produktsiya/ forsunki-i-raspylitelnye-sistemy-lechler/tekhnika- raspyleniya.php (дата обращения: 21.01.2019).
8. Spraying Systrems Co. https://www.spray.com/v1/ cat70/cat70pdf/ssco_cat70_f.pdf (дата обращения: 21.02.2019).
9. Распыление жидких сред форсунками. http:// science.donntu.edu.ua/tp/ponomarenko/diss/index.htm (дата обращения: 19.03.2019).
10. Влияние входных параметров воды на тонкость распыла центробежных форсунок / М. К. Безродный, Н. Н. Голияд, А. Ю. Рачинский и др. // Энергетика: экономика, технология, экология. 2013. № 2. С. 23 – 30.
11. Мариничев Д. В. Экспериментальное исследование тонкодисперсного распыла перегретой воды: дис. ... канд. техн. наук. М., 2013. 116 с.
12. Лебедев А. Е. Научное обоснование и совершенствование технологических процессов и оборудования для переработки дисперсных материалов на принципе взаимодействия рационально сформированных струйных потоков: дис. ... д-ра техн. наук. Ярославль, 2014. 257 с.
13. Зедгенизов В. Г., Простакова Л. В., Сякин С. Н. Результаты экспериментальных исследований форсунки для нанесения жидкого антигололедного материала // Вестник ИрГТУ. Механика и машиностроение. 2012. № 11(70). С. 53 – 57.
14. Мандровский К. П., Садовникова Я. С. Уточнение характеристик движения жидкого реагента по диску при распылении форсункой // Интерстроймех–2018: сб. докл. XXI Междунар. науч.-техн. конф. М.: МИСИ-МГСУ, 2018. С. 110 – 114.
15. Mandrovskiy K. P., Sadovnikova Yа. S. Modeling the Uniform Treatment of Coatings with an Anti-Icing Liquid Reagent // Mathematical Models and Computer Simulations. 2019. V. 11, Is. 5. P. 842 – 849.
16. Mandrovskiy K. P., Sadovnikova Yа. S. Characteristics of the Droplet Motion of a Liquid Antifreeze Reagent // Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 03. P. 14 – 26. doi:10.18720/ MCE.79.2.
17. Свид. гос. регистр. программы ЭВМ 2018619402 – № 2018616710. Программа построения зоны распределения противогололедного реагента по покрытию / Г. В. Кустарев, К. П. Мандровский, Я. С. Садовникова; заявл. 27.06.18; опубл. 06.08.18.
18. Свид. гос. регистр. программы ЭВМ 2019614906 – № 2019613675. Программа построения зоны распределения противогололедного реагента при варьировании параметров диска / К. П. Мандровский, Я. С. Садовникова; заявл. 08.04.19; опубл. 16.04.19.
19. Василенко П. М. Теория движения частицы по шероховатым поверхностям. Киев: УФСХН, 1960. 283 с.
20. Gaidamak O. L., Savuliak V. I., Osadchuk A. Yu. Development of Gas-dynamic Spray Device and Research of the Movement Rate of Powder Particles // Вiсник Вiнницького полiтехнiчного iнституту. 2014. No. 6(117). С. 138 – 143.
21. Доценко А. И. Строительные машины. М.: Стройиздат, 2003. 412 с.
22. Доценко А. И. Коммунальные машины и оборудование. М.: Архитектура-С, 2005. 340 с.
1. Arhipov V. A., Bondarchuk S. S., Evsevleev M. Ya. et al. (2013). An experimental study of the dispersion of fluid by ejection nozzles. Inzhenerno-fizicheskiy zhurnal, Vol. 86, (6), pp. 1229 – 1236. [in Russian language]
2. Hafizov F. Sh., Afanasenko V. G., Boev O. V. (2008). Development of the design of a device for dispersing a liquid and methods for calculating its main parameters. Mashinostroenie i inzhenernoe obrazovanie, (3), pp. 48 – 54. [in Russian language]
3. Kulkarni V., Sivakumar D., Oommen C., Tharakan T. J. (2010). Liquid Sheet Breakup in Gas-Centered Swirl Coaxial Atomizers. Fluids Engineering, pp. 62 – 68.
4. Ivanov A. V., Smirnov Yu. D., Kapranov I. E. (2010). Study of liquid dispersion processes during operation of dust suppression nozzles. Uchenye zapiski Rossiyskogo gosudarstvennogo gidrometeorologicheskogo universiteta. Gidrologiya, 25, pp. 26 – 34. [in Russian language]
5. Chernovolov V. A., Kravchenko L. V. (2016). Mathematical modeling of fluid distribution processes in agricultural technologies. Zernograd: Donskoy gosudarstvenniy agrarniy universitet. [in Russian language]
6. Kruk I. S., Kot T. P., Gordeenko O. V. (2015). Methods and technical means of protecting a spray torch from direct exposure to wind in the design of field sprayers. Minsk: BGATU. [in Russian language]
7. Spray technique. Available at: http://kraftlog.ru/ produktsiya/forsunki-i-raspylitelnye-sistemy-lechler/tekhnika- raspyleniya.php (Accessed: 21.01.2019). [in Russian language]
8. Spraying Systrems Co. Available at: https://www.spray.com/v1/cat70/cat70pdf/ssco_cat70_f.pdf (Accessed: 21.02.2019).
9. Spraying liquid media with nozzles. Available at: http://science.donntu.edu.ua/tp/ponomarenko/diss/index.htm (Accessed: 19.03.2019). [in Russian language]
10. Bezrodniy M. K., Goliyad N. N., Rachinskiy A. Yu. et al. (2013). Influence of water input parameters on fineness of atomization of centrifugal nozzles. Energetika: ekonomika, tekhnologiya, ekologiya, (2), pp. 23 – 30. [in Russian language]
11. Marinichev D. V. (2013). An experimental study of the fine dispersion of superheated water. Moscow. [in Russian language]
12. Lebedev A. E. (2014). Scientific substantiation and improvement of technological processes and equipment for the processing of dispersed materials on the principle of the interaction of rationally formed jet streams. Yaroslavl'. [in Russian language]
13. Zedgenizov V. G., Prostakova L. V., Syakin S. N. (2012). The results of experimental studies of the nozzle for applying liquid anti-icing material. Vestnik IrGTU. Mekhanika i mashinostroenie, 70(11), pp. 53 – 57. [in Russian language]
14. Mandrovskiy K. P., Sadovnikova Ya. S. (2018). Clarification of the characteristics of the movement of a liquid reagent across the disk during atomization by a nozzle. Interstroymekh-2018: a collection of reports of the XXI International scientific and technical conference, pp. 110 – 114. Moscow: MISI-MGSU. [in Russian language]
15. Mandrovskiy K. P., Sadovnikova Yа. S. (2019). Modeling the Uniform Treatment of Coatings with an Anti-Icing Liquid Reagent. Mathematical Models and Computer Simulations, Vol. 11, (5), pp. 842 – 849.
16. Mandrovskiy K. P., Sadovnikova Yа. S. (2018). Characteristics of the Droplet Motion of a Liquid Antifreeze Reagent. Magazine of Civil Engineering, (03), pp. 14 – 26. doi:10.18720/ MCE.79.2.
17. Kustarev G. V., Mandrovskiy K. P., Sadovnikova Ya. S. The program for constructing a zone for the distribution of anti-icing reagent over a coating. Certificate of state registration of the computer program 2018619402 - No. 2018616710. [in Russian language]
18. Mandrovskiy K. P., Sadovnikova Yа. S. The program for constructing the distribution zone of anti-icing reagent with varying disk parameters. Certificate of state registration of the computer program 2018619402 - No. 2019613675. [in Russian language]
19. Vasilenko P. M. (1960). The theory of particle motion on rough surfaces. Kiev: UFSKhN. [in Russian language]
20. Gaidamak O. L., Savuliak V. I., Osadchuk A. Yu. (2014). Development of Gas-dynamic Spray Device and Research of the Movement Rate of Powder Particles. Visnik Vinnits'kogo politekhnichnogo institutu, 117(6), pp. 138 – 143.
21. Dotsenko A. I. (2003). Construction vehicles. Moscow: Stroyizdat. [in Russian language]
22. Dotsenko A. I. (2005). Utility machinery and equipment. Moscow: Arhitektura-S. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/hb.2020.06.pp.018-023
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/hb.2020.06.pp.018-023
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»