Интенсивная обработка лекарственного сырья - Молчанов Г.И.
Скачать (прямая ссылка):
для цилиндрической формы волны:
<*т« = Гт"-^— , (45)
где г — расстояние до оси разряда, м; 1 — длина ребра цилиндра, м. Как показывают экспериментальные данные, объем разрушений V зависит как от энергии волны, так и от длительности ее воздействия, что хорошо иллюстрируют данные табл. 14, где приведены расчетные соотноше-
87
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ________ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
ния для оценки дробящего действия сферической и цилиндрической волн [17].
Развитие разряда в жидкости идет в две фазы: формирование канала и его расширение. При этом в ударной волне возникает давление порядка 10 тыс. кгс/см2, температура в плазме разряда до 40 000°К, объемная плотность энергии 5 кДж/см3 [4, 16]. Преобразование электрической энергии W3 в механическую Wm характеризуется коэффициентом полезного действия электрогидравлического устройства rim:
4h. = -$7- (46)
На эту величину влияют различные факторы, напряжение разрядной цепи, ее активное сопротивление и индуктивность, емкость, вид жидкости, ее электропроводность, температура, площадь и форма отрицательного и положительного электрода, расстояние между электродами.
Энергия накопления в конденсаторе идет на нагрев плазменного канала и работу его расширения. В первой фазе происходит испарение жидкости, диссоциация молекул пара и газа, их разогрев.
Во второй фазе пятая часть энергии идет на излучение импульса сжатия, треть на формирование потоков жидкости, остальная энергия (больше половины) идет на увеличение внутренней энергии плазмы, ее работу, а также теряется за счет излучения и теплопроводности среды и электродов [6] .
При электрическом разряде, прохождении ударной волны, осцилляции газовой полости и канала плазмы в ,жидкости возникает бурная кавитация. Кавитирующие •пузырьки в этот период занимают пятую часть всего объема жидкости. Здесь проявляются механические, термические, электрохимические эффекты, которые можно отнести к наведенным, сопутствующим электрическому разряду.
В связи с тем, что при удалении от канала разряда амплитуда ударной волны уменьшается по экспоненциальному закону, размеры рабочей камеры должны быть строго ограничены и рассчитаны в соответствии с энергией разряда. Продолжительность ударной волны составляет 0,3* 10-6 с, что соответствует частоте 3-Ю6 Гц широкого диапазона, от звукового до ультразвукового [6].
88
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ_________ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
Таким образом, ударную волну можно представить в виде спектра гармонических колебаний, где некоторые функции: зависимость давления от времени a (t), постоянная составляющая давления А0, амплитуда давления k-ой гармоники (где к номер гармоники) Ак — находятся в следующем соотношении:
Ф) = Л0+ SAcos(?w* + /к), (47)
к=1
где со — частота колебаний, Гц; t — время, с; fk — коэффициент, характеризующий волну.
При прохождении ударной волны через твердые частицы, находящиеся в жидкости, их колебательная скорость V возрастает пропорционально номеру гармоники:
у = flap-=У Лк/ис08(Ла><+Л). (48)
“г к=1
Зная величину колебательной скорости, нетрудно рассчитать их кинетическую энергию, которая возрастает пропорционально квадрату номера гармонии:
12
mV* т
2 ^ L
оо -12
2 Akk to cos (k w t -f /k) , (49)
k= 1 J
-k=l
где m — масса, кг; V — колебательная скорость, м/с.
Аппаратурное оформление процесса
Среди импульсных методов обработки материалов наиболее распространены: а) электроимпульсный (он может быть искровой с расположением электродов непосредственно в рабочей камере и мембранный, в котором энергия импульса передается через мембрану в одну, две, коаксиально расположенные, или секционные рабочие камеры), где основным преобразователем электрической энергии в механическую является электрический пробой между электродами в жидкости; б) магнитоимпульсный, использующий в качестве преобразователя индуктор и электропроводящую мембрану в жидкости.
При импульсном электрическом разряде возникает два гидравлических удара: в момент образования и при захлопывании газовой полости. За период своего существования полость успевает совершить ряд пульсаций, также вызывающих возмущения в жидкости.
89
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ________ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
Электроимпульсные аппараты открытого типа (с электродными системами: электрод — электрод, электрод— корпус аппарата) могут быть как периодического, так и непрерывного действия. При любой компановке электроды можно сделать полыми для пропускания через них среды. В этом случае происходит как термостати-рование жидкой системы, так и более равномерный под-
