Институт проблем машиноведения РАН (Санкт-Петербург, Россия)
Л. И. Блехман, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, liblekhman@yandex.ru
Институт проблем машиноведения РАН (Санкт-Петербург, Россия) ; Санкт-Петербургский государственный технологический институт (ТУ) (Санкт-Петербург, Россия)
В. С. Сизиков1,2, канд. техн. наук, научный сотрудник, доцент, sizikovvs@yandex.ru
Смешивание жидкостей – распространенная технологическая операция, востребованная, в том числе, в горно-обогатительной и горнодобывающей промышленности. В работе показана возможность смешивания жидких сред в вибрационных устройствах, не содержащих подвижных элементов в рабочей камере и обеспечивающих высокую производительность, энергоэффективность и долговечность используемого оборудования. Особенностью предложенного способа является создание резонансного режима (вибротурбулизации), при котором в газожидкостной среде возникает стоячая волна и происходит интенсивное смешивание компонентов. Определены соотношения между параметрами, необходимые для реализации требуемых режимов. Предложенное решение может быть использовано для повышения эффективности различных технологических процессов.
Авторы благодарны проф. Ю. А. Нифонтову за постановку задачи, консультации и помощь при выполнении работы.
Работа выполнена в рамках гос. задания Минобрнауки РФ для ИПМаш РАН (рег. номер: 124040800009-8).
1. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Пер. с пол. И. А. Щупляка. – Л.: Издательство «Химия». Ленинградское отделение. 1975. – 384 с.
2. Брагинский Л. Н., Бегачев В. И., Барабаш В. М. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчета. – Л.: Издательство «Химия». Ленинградское отделение, 1984. –336 с.
3. Вибрации в технике. Справочник в 6 т. Т. 4.: Вибрационные процессы и машины / Под ред. Э. Э. Лавендела. – М.: Машиностроение, 1981. – 509 с.
4. Блехман И. И. Вибрационная механика и вибрационная реология (теория и приложения). – М.: Физматлит, 2018. – 752 с.
5. Хентов В. Я., Семин Е. Г., Власов Ю. В., Гасанов В. М. Барботаж. Барботажный аэрозоль. Проблемы и решения: 3-е изд. – СПб.: Химиздат, 2026. – 195 c.
6. Мелешко В. В., Краснопольская Т. С. Смешивание вязких жидкостей // Нелинейная динамика. 2005. Т. 1, № 1. С. 69–109.
7. Ганиев Р. Ф., Ревизников Д. Л., Сухарев Т. Ю., Украинский Л. Е. Влияние формы лопатки на эффективность перемешивания в установках колебательного типа // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2019. № 2. С. 3–8.
8. Блехман И. И., Блехман Л. И., Вайсберг Л. А., Васильков В. Б., Якимова К. С. “Аномальные” явления в жидкости при действии вибрации // Доклады Академии наук. 2008. Т. 422, № 4. С. 470–474.
9. Блехман Л. И., Сизиков В. С. О возможности вибрационной дегазации высоковязких жидкостей // Обогащение руд. 2025. № 1. С. 37–41.
10. Островский Г. М. Прикладная механика неоднородных сред. – СПб.: Наука. 2000. –359 с.
11. Абиев Р. Ш. Резонансная аппаратура для процессов в жидкофазных системах: дисс. … докт. техн. наук. – Санкт-Петербург, 2000. – 366 с.
12. Сбоев И. О., Любимова Т. П., Кучинский М. О., Рыбкин К. А. Распределения акустического давления и зон кавитационной активности в жидкости: численное моделирование и эксперимент // Вычислительная механика сплошных сред. 2025. Т. 18. №1. С. 68–85.
13. Babenko A. V., Polyakova O. R., Tovstik T. P. Conceptual Generalizations of the Kapitsa Problem. In: Altenbach H., Irschik H., Porubov A. V. (eds.) Progress in Continuum Mechanics. Springer, Cham, 2023. pp. 47–64.
14. Блехман И. И., Вайсберг Л. А., Васильков В. Б., Лавров Б. П., Якимова К. С. Универсальный вибрационный стенд: опыт использования в исследованиях, некоторые результаты // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 2003. № 3. С. 224–227.
15. Сизиков В. С., Сизиков С. А. К выбору конструкции аппарата для механоактивации и оттирки минеральных зернистых сред // Обогащение руд. 2023. № 3. С. 49–56.
16. Ананьев И. В. Справочник по расчету собственных колебаний упругих систем. М.-Л.: Гостехиздат, 1946. – 223 с.
17. Бэтчелор Г. К. Волны сжатия в суспензии газовых пузырьков в жидкости // Механика: сб. переводов иностранных статей. 1968. Т. 109, № 3. С. 65–84.
18. Блехман И. И., Вакуленко С. А., Индейцев Д. А., Мочалова Ю. А. Образование и движение газожидкостной смеси в вибрирующем сосуде с жидкостью со свободной поверхностью // Сборник трудов XVI симпозиума «Динамика виброударных (сильно нелинейных) систем DYVIS-2009» (Москва-Звенигород, 24-30 мая 2009 г.). М.: Институт машиноведения им. А. А. Благонравова, 2009. С. 61–71.
19. Дружинин Г. А. Нелинейная акустика. Конспект лекций (СПбГУ, Физический факультет, Кафедра радиофизики лаборатория нелинейной акустики, 1998-2009 гг.). Гл. 4.: Волны в средах с пузырьками. URL: https://radiophysics.spbu.ru/russian/lecturers/druzhinin2016/3.%20ch4(1-9+R).pdf (дата обращения: 29.07.2026)
20. Yu-Ning Zhang, Zhong-Yu Guo, Yu-Hang Gao, Xiao-Ze Du. Valid Regions of Formulas of Sound Speed in Bubbly Liquids // Chinese Physical Letters. 2017. Vol. 34, Iss. 6. 064701.