Теоретические основы:

  Известно, что  ультразвуковые волны широко используются в химических технологиях для интенсификации процессов, причем важный показатель - плотность ультразвукового облучения.

Для промышленных объемов представляют интерес поточные (непрерывные) процессы, которые можно обеспечить с  помощью кaвитационных ультразвуковых генераторов. Наиболее перспективны - вихревые кaвитационные технологии.

К ним относится технология кaвитационного генератора.   Совместное использование таких видов физического воздействия, как кавитация, вибрация, акустические течения, давление звукового излучения, звукокапиллярный эффект дают возможность осуществления уникальных технологических процессов, недостижимых с помощью широко распространенных методов: механическое перемешивание, применение высоких температур и давлений. В результате использования разработки появляется возможность менять агрегатное состояние вещества, диспергировать и эмульгировать его, изменять скорости растворения.

В предлагаемом устройстве, описанные выше физические воздействия на продукт, инициируются самим продуктом за счет взаимодействия двух и более вихревых потоков. Суть технического решения - два и более вихревых потоков, организованных в вихревых трубах, частично пересекаются между собой по образующим, в результате чего происходит «трение»  их встречно направленных наружных слоев.  Сдвиговые деформации инициируют разрывы сплошности и, как следствие, возникновение кавитации, которая сопровождается звуковым импульсом в широком диапазоне частот. Это в свою очередь создает предпосылки для возникновения акустической кавитации. Таким образом, в аппарате используются и гидродинамическая, и акустическая кавитации.

Высокую эффективность обеспечивает также организация нескольких различных кавитационных зон на границе раздела «твердое тело – жидкость», что приводит к появлению интенсивных микропотоков. Следует отметить, что данные аппарат, помимо описанных выше физических явлений и процессов, представляют интерес  как высокоэффективные динамические смесители проточного типа.

Результат достигается делением входного продукта на множество потоков (в случае с 6-ти камерной головкой таких потоков 12), которые в свою очередь формируют многослойные и многоскоростные вихри. На выходе происходит их слияние в выходной поток и как следствие интенсивная турбулизация.

 Как показали расчеты и данные экспериментов кавитационная обработка жидких углеводородов (как процесс сопровождающийся концентрацией энергии, повышением температуры в локальном объеме до 1500-1800 град С, а давления до 400 кг/см2.) эффективнее чем при крекинг-процессе.

Это позволяет изменять физические свойства топлива (снижать зольность, коксуемость, размер механических примесей, плотность, температуру застывания, коэффициент фильтрации), химические свойства: длинные молекулярные цепи преобразуются в легкие углеводородные радикалы газовых топливных фракций.

Исследования, проведенные после кавитационной гомогенизации, подтвердили глубокие структурные изменения

в молекулярном составе углеводородов, повышение дисперсности асфальтенов, карбенов, карбоидов.

Иследования показали возможность применения данной технологии для:

1 Увеличения выхода дисцилятных фракций нефти на 5-8% (предкрекинговая обработка нефти).

2. Эффективного компаундирования нефтепродуктов (с существенной экономией: при относительном снижении

содержания "светлых" фракций в исходном смесевом топливе на 3-5 %, абсолютный расход и денежные затраты

уменьшаются на 20-25 % и компаундирование смесевых товарных топлив осуществляется с уменьшением

расхода светлых нефтепродуктов, экономией присадок и улучшением качества продуктов, в том числе:

3.Снижения вязкости и плотности нефти на 7-20% при ее подготовке для транспортировки по

трубопроводу и уменьшение отложений, возникающих на стенках труб вследствие деструкции парафинов;

4.  Интенсификации  реагентов (деэмульгаторов) , что в свою очередьсокращает время содержания нефти в РВС более, чем в 15-20 раз;

  Теплоэнергетика.

-Создание стойких  к раслоению ВТЭ (водотопливных) эмульсий  на основе мазута обеспечивает:

-Экономию  топлива до 15 % 

-Снижение выброса загрязняющих веществ в атмосферу (СО, NOx, Sox) на 50 – 70%

-Увеличение КПД котельных установок на 0,5 – 2,5%,

-Увеличение срока эксплуатации котлов и сопутствующего оборудования

В сравнении с сущесвующими методами кавитационной обработки ТМО имеет следующие преимущества:

1. возможность обеспечить высокое качество продукции в промышленных масштабах;

2. объемная, высокоинтенсивная обработка продукта в широком диапазоне частотно-амплитудных характеристик

3. отсутствие вращающихся деталей и как следствие высокая надёжность ;

4.малый вес и габариты;

5.высокая производительность;

6. неприхотливость в эксплуатации;

 7. совмещение в одном устройстве таких видов воздействия, как гидродинамическая и ультразвуковая

кавитация, вибрация, акустические течения, давление звукового излучения.