Специалисты нашли способ повысить эффективность системы обработки жидкостей с помощью пузырьков воздуха.
Способ обработки жидкостей, основанный на новом принципе создания управляемого местного понижения давления внутри потока жидкости, был создан учеными Ярославского государственного технического университета совместно с индустриальным партнером. Разработанное устройство позволяет эффективно насыщать воду кислородом, например для рыборазведения.
«Эта деятельность для университета очень важна - уровень нашей научной экспертности и вовлеченности должен только расти. Сейчас ученые ЯГТУ работают над моделированием аналогичных процессов с целью создания устройства для обработки нефтепродуктов. Наши специалисты, ученые работают на современном оборудовании, которое помогает в открытиях, при разработке новых принципов, создании технологий. Для этого в ЯГТУ созданы и успешно функционируют Центр трансфера технологий и Центр инженерных разработок, которые выполняют прикладные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы для предприятий реального сектора, а также осуществляют разработку комплектов конструкторской документации по перечню критических комплектующих», - подчеркнула ректор ЯГТУ Елена Степанова.
«Этот проект — пример эффективного взаимодействия науки и бизнеса. Наработки и возможности индустриального партнера были усилены интеллектуальным потенциалом вуза. В результате получилось при кажущейся простоте очень наукоемкое устройство, востребованное на рынке», — прокомментировал директор Центра трансфера технологий ЯГТУ Илья Басалов.
Целью работы было изучение условий возникновения и развития этого явления, а также разработка эффективного устройства для его воссоздания. По словам ученых ЯГТУ, им удалось создать простую и надежную конструкцию, обеспечивающую стабильную работу в нескольких режимах для различных задач.
«Прототипы устройства уже проходят испытания в системах водоочистки в сельской местности в условиях отсутствия централизованного водоснабжения и показали высокую эффективность и экономическую выгоду. Для работы не требуется компрессор и другие вспомогательные устройства. Только законы физики», — рассказал представитель индустриального партнера Андрей Волков.
Суть метода заключается в создании особых условий течения жидкости, приводящих к образованию внутри потока зоны очень низкого давления. В зависимости от решаемой задачи в эту зону можно запускать любой газ или другую жидкость, получая эффект газирования или смешивания. А если ничего не добавлять, возникает кавитация – холодное "кипение" жидкости. Этот процесс производит энергию, способствующую интенсивной обработке жидкости и изменению ее свойств. В частности, происходит удаление растворенных в воде газов, таких как сероводород, углекислый газ и метан, ухудшающих ее качество.
В ходе исследования процесса образования кавитационного вихря ученые использовали современные методы математического расчета и численного компьютерного моделирования процессов в трехмерной модели. Для изготовления деталей устройства применена передовая технология 3D-печати из инженерных материалов, позволяющая создавать сложные геометрические формы с высокой точностью.