ЧЕЛЯБИНСКИЙ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

Проведено сравнение сушки зёрен мелкопористого силикагеля в акустоконвективной сушилке ИТПМ СО РАН с конвективной сушкой в воздушной атмосфере при нормальном давлении и с остаточным давлением рабочей камеры печи p = 10-3 MPa. Фиксировались изменения морфологии, структуры, удельной поверхности, суммарного объёма пор и механические свойства исходных, увлажнённых и осушенных зёрен силикагеля. Показано, что при используемом в работе режиме акустоконвективной сушки происходит интенсивная экстракция влаги из образца, что сопровождается дегидратацией зерна наблюдаются осколки зёрен, на поверхности зёрен обнаружены макродефекты в виде сколов, в структуре материала присутствуют магистральные трещины, происходит снижение удельной поверхности до 200 м2/г, уменьшение суммарного объёма пор до 0.26 м3/г либо отсутствие пор размером менее 100 нм, уменьшается механическая прочность силикагеля до 96.25 %.

Проводится численное моделирование газового потока в тракте биканальной резонансной системы ИТПМ СО РАН. Численное моделирование нестационарного акустоконвективного потока проведено с помощью программного пакета Ansys Fluent в трёхмерной постановке. В результате моделирования получены газодинамические характеристики течения в центральной части системы, где формируется сверхзвуковая недорасширенная струя. Выполнен анализ распределений давления в ближнем поле первой бочки струи, а также внутри её структуры в условиях биканальной системы. Для исследования выбраны шесть точек в ближнем поле струи. С учётом нестационарности потока в тракте резонансной системы исследуемые точки фиксируют колебания формируемого потока и изменение структуры струи. Проведена оценка спектрального состава вблизи и внутри невозмущённой резонатором струи и представлено сравнение со спектром резонансной системы. Показана возможность влияния на структуру струи и акустические характеристики вблизи струи при помощи резонатора.

Данное исследование направлено на экспериментальное изучение параметров газодинамического потока в тракте акустоконвективной сушильной установки (АКСУ) ИТПМ СО РАН. В процессе эксперимента проводится регистрация температуры потока в окрестности торца резонирующей полости и на поверхности цилиндрического резонатора. Рассмотрено два варианта газодинамического течения в волноводе при установленном в тракт рабочей части АКСУ образца и при его отсутствии. В результате экспериментальных исследований выявлено, что при помещении исследуемого образца в тракт АКСУ происходит изменение зарегистрированного без образца сигнала на входе в рабочую часть, сигнал разворачивается на 180◦ относительно точки начала координат, при этом АЧХ и температура рабочего потока не изменяются. Получена динамика изменения температуры газа возле торца резонирующей полости при размещении образца в рабочую часть АКСУ. Определена максимальная температура газа в резонирующей полости, которая достигается при наличии преграды в тракте АКСУ. Регистрация температуры поверхностными термопарами показала, что резонатор условно можно разделить на две области: 1) возле глухого торца резонатора, где наблюдается влияние от размещения образца в АКСУ; 2) возле открытого края резонатора, где влияние отсутствует.