vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2021-66-2-194-201vestift-667Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ, МЕХАНИКАMECHANICAL ENGINEERING AND MECHANICSОптимизация угла конусности конфузора струйного аппарата, используемого для реверсивно-струйной очистки гребных винтов от коррозииOptimization of the taper angle of the jetter confuser used for reversible blast cleaning of propellers from corrosionКовалевичВ. С.KovalevichV. S.

Ковалевич Виталий Сергеевич – аспирант

пр. Независимости, 65, 220013, Минск, Республика Беларусь

Vitaly S. Kovalevich – Postgraduate Student

65, Nezavisimosti Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus

vitalikovalevich@gmail.comКачановИ. В.KachanovI. V.

Качанов Игорь Владимирович – доктор технических наук, профессор

пр. Независимости, 65, 220013, Минск, Республика Беларусь

Igor V. Kachanov – D. Sc. (Engineering), Professor

65, Nezavisimosti Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus

ihar.kachanau@bntu.byШаталовИ. М.ShatalovI. M.

Шаталов Игорь Михайлович – старший преподаватель

пр. Независимости, 65, 220013, Минск, Республика Беларусь

Igor M. Shatalov – Senior Lecturer

65, Nezavisimosti Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus

ishatalau@bntu.byВеременюкВ. В.VeremenyukV. V.

Веременюк Валентин Валентинович – кандидат физико-математических наук, доцент

пр. Независимости, 65, 220013, Минск, Республика Беларусь

Valentin V. Veremenyuk – Ph. D. (Physics and Mathematics), Assistant Professor

65, Nezavisimosti Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus

well_ver@mail.ruФилипчикА. В.FilipchikA. V.

Филипчик Алексей Вячеславович – кандидат технических наук, доцент

пр. Независимости, 65, 220013, Минск, Республика Беларусь

Alexey V. Filipchik – Ph. D. (Engineering), Assistant Professor

65, Nezavisimosti Ave., 220013, Minsk, Republic of Belarus

afilipchik@bntu.byБелорусский национальный технический университетBelarusian National Technical University202116072021662194201Copyright © Ковалевич В.С., Качанов И.В., Шаталов И.М., Веременюк В.В., Филипчик А.В., 20212021Ковалевич В.С., Качанов И.В., Шаталов И.М., Веременюк В.В., Филипчик А.В.Kovalevich V.S., Kachanov I.V., Shatalov I.M., Veremenyuk V.V., Filipchik A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/667

Приведена новая технология реверсивно-струйной очистки (РСО), разработанная авторами, с помощью которой можно весьма эффективно удалять продукты коррозии с различных поверхностей, в том числе и с металлической поверхности гребного винта. В основу данной технологии положен физический принцип, заключающийся в том, что струя рабочей жидкости (пульпа на основе речного песка либо бентонитовой глины) при соударении с очищаемой поверхностью разворачивается на 180°, что приводит к усилению струйного воздействия на очищаемую поверхность в 1,5–2 раза за счет возникновения реактивной составляющей. Для обеспечения отмеченного разворота струи была разработана оригинальная конструкция корпуса. Одним из основных элементов в этой конструкции является струеформирующее устройство, имеющее форму конфузора. Приведенные теоретические исследования потерь напора рабочей жидкости в канале конфузора основаны на исследовании функции потерь напора на экстремум. Это позволило получить зависимость для расчета оптимального угла конусности в широком диапазоне чисел Рейнольдса, характеризующих турбулентный режим движения с учетом влияния плотности рабочей жидкости, ее динамической вязкости, средней скорости движения рабочей жидкости, радиуса конфузора. Также определена зависимость от коэффициента эквивалентной шероховатости, то есть от постепенного износа канала конфузора. Полученное авторами выражение для расчета оптимального угла конусности конфузора может быть рекомендовано при проектировании аппаратов струйной очистки и других установок струйной техники.

It is shown that it is very effective to remove corrosion products from various surfaces, including the metal surface of the propeller, using the new technology of reverse-jet cleaning (RJC) developed by the authors. The RJS technology is based on the physical principle that the jet of the working fluid (pulp based on river sand or bentonite clay), upon impact with the surface to be cleaned, turns 180°, which leads to an increase in the jet effect on the surface to be cleaned by 1.5–2 times due to the occurrence of the reactive component. To ensure the marked turn of the jet, an original design of the body was developed, which is distinguished by a patent novelty. One of the main elements in this design is a jet-forming device in the form of a confuser. The presented theoretical studies of the pressure loss of the working fluid in the confuser channel, based on the study of the pressure loss function to the extremum, which made it possible to obtain a dependence for calculating the optimal taper angle in a wide range of Reynolds numbers characterizing the turbulent mode of motion taking into account the influence of the working fluid density and its dynamic viscosity, the average speed of movement of the working fluid, the radius of the confuser, as well as the coefficient of equivalent roughness, i.e. from gradual wear of the confuser channel. The resulting dependence can be recommended for calculation in the design of jet cleaning devices and other installations of jet technology.

гидроабразивная очисткаконфузоругол конусностиреверсивно-струйная очисткаметаллическая поверхностькоррозияэквивалентная шероховатостьhydro abrasive cleaningconfusertaper anglereverse-jet cleaningmetal surfacecorrosionequivalent roughnessReferencesТехнология струйной гидроабразивной очистки и защиты от коррозии стальных изделий с применением бентонитовой глины / И. В. Качанов [и др.]. – Минск: БНТУ, 2016. – 168 с.Kachanov I. V., Filipchik A. V., Babich V. E., Zhuk A. N., Ushev S. I. Technology of Jet Hydroabrasive Cleaning and Corrosion Protection of Steel Products Using Bentonite Clay. Minsk, BNTU, 2016. 168 p. (in Russian).Расчет оптимального угла конусности конфузора / И. В. Качанов [и др.] // Агропанорама. – 2016. – № 5. – С. 7–10.Kachanov I. V., Veremenyuk V. V., Moysa A. S., Filipchik A. V. Calculation of the optimal taper angle of the confuser. Agropanorama, 2016, no. 5, pp. 7–10 (in Russian).Расчет оптимального угла конусности конфузора, используемого для реверсивно-струйной очистки металлических поверхностей от коррозии / И. В. Качанов [и др.] // Наука и техника. – 2019. – № 3. – С. 216–222.Kachanov I. V., Zhuk A. N., Shatalov I. M., Veremenyuk V. V., Filipchik A. V. Calculation of the Optimum Cone Angle of a Confuser Used for Reversive-Jet Cleaning of Metal Surfaces against Corrosion. Nauka i tekhnika = Science & Technique, 2019, vol. 18 no. 3, pp. 216-222. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2019-18-3-216-222Агасарян, Р. Р. Струйно-абразивная обработка металлов / Р. Р. Агасарян, Р. Т. Дохинян. – Ереван: АтрНИИНТИ, 1990. – 51 с.Agasaryan R. R., Dohinyan R. T. Blast-Abrasive Treatment of Metals. Yerevan, AtrNIINTI Publ., 1990. 51 p. (in Russian).Меркулов, В. Н. Перспективные процессы гидрообработки материалов в машиностроении (зарубежный опыт) / В. Н. Меркулов. – Киев: УкрНИИНТИ, 1987. – 10 с.Merkulov V. N. Perspective Processes of Hydro-Processing of Materials in Mechanical Engineering (Foreign Experience). Kiev, UkrNIINTI Publ., 1987. 10 p. (in Russian).Гидрорезание судостроительных материалов / Г.А. Тихомиров [и др.]. – Л.: Судостроение, 1987. – 164 с.Tikhomirov G. A. Hydrocutting of Shipbuilding Materials. Leningrad, Sudostroenie Publ., 1987. 164 p. (in Russian).Бадах, В. Н. Особенности гидродинамики проточной части гидравлических струйных усилителей и их влияние на выходные характеристики: автореф. дис. … канд. техн. наук / В. Н. Бадах. – Киев, 1984. – 18 с.Badakh V. N. Features of the Hydrodynamics of the Flow Path of Hydraulic Jet Amplifiers and Their Influence on the Output Characteristics. Kiev, 1984. 18 p. (in Russian).Бочаров, В. П. Расчет и проектирование устройств гидравлической струйной техники / В. П. Бочаров. – Киев: Техник, 1987. – 127 с.Bocharov V. P. Calculation and Design of Hydraulic Jet Equipment Devices. Kiev, Tekhnik Publ., 1987. 127 p. (in Russian).Альтшуль, А. Д. Гидравлика и аэродинамика (Основы механики жидкости) / А. Д. Альтшуль, П. Г. Киселев. – М.: Стройиздат, 1975. – 323 с.Altshul’ A. D., Kiselev P. G. Hydraulics and Aerodynamics (Fundamentals of Fluid Mechanics). Moscow, Stroyizdat Publ., 1975. 323 p. (in Russian).Альтшуль, А. Д. Гидравлические сопротивления / А. Д. Альтшуль. – М.: Недра, 1982. – 224 с.Altshul’ A. D. Hydraulic Resistance. Moscow, Nedra Publ., 1982. 224 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.