Заглавие с титульного листа

[Библиогр.: с. 193-194 (22 назв.)]

Актуальность исследования обусловлена необходимостью определения уровня акустической энергии ультразвукового излучения, проходящего через многослойную конструкцию. Знание уровня акустической энергии актуально для проектирования ультразвуковых установок по изменению реологических свойств углеводородных топлив при эксплуатации энергетических объектов в условиях Арктики и Антарктики. Цель состоит в разработке математической модели распространения ультразвукового излучения в многослойной системе с определением энергии в каждом слое при учете конструкции ультразвукового излучателя резонансного типа. Объекты: ультразвуковой излучатель резонансного типа, многослойная система, физическая модель системы «ультразвуковой излучатель - многослойная система».

Методы: математическое моделирование распространения ультразвукового излучения в многослойной системе, учитывающее влияние: конструкции ультразвукового излучателя резонансного типа, его режима работы, количество слоев и механические свойства материалов многослойной системы; экспериментальные исследования на основе физической модели системы «ультразвуковой излучатель - многослойная система»; верификация математической модели на основе полученных экспериментальных данных. Результаты. Разработанная математическая модель позволяет определить энергию и частотные характеристики акустического излучения в каждом слое многослойной системы. Знание уровня акустической энергии при дальнейших исследованиях позволит определить изменения реологических свойств среды, в том числе и от нагрева. Проведены экспериментальные исследования работы ультразвукового излучателя резонансного типа при нагрузке в виде одного слоя полиметилметакрилата, двух слоев полиметилметакрилата и трех слоев полиметилметакрилата. Расчетные данные согласуются с экспериментами, погрешность не превышает 15 %. Выводы. Разработанная математическая модель позволяет спроектировать конструкцию ультразвукового излучателя резонансного типа и подобрать по мощности и диапазону частот необходимый источник питания для лабораторных исследований углеводородного сырья.

Relevance of the research is caused by the need to determine the acoustic energy level of ultrasonic exposure propagation in a multilayer system. This is required to develop the engineering project of ultrasonic devices which would modify the hydrocarbon fuel rheological properties. This, in its turn, could further their application in energy complex facilities in the Arctic and Antarctic environments. Aim: to develop a mathematical model for ultrasonic radiation propagation in a multilayer system with the determination of the energy at each resonance. Such a model would take into account the design-type of the ultrasound resonant emitter. Object: design-type of the ultrasound resonant emitter, multilayer system and physical model system: «ultrasonic emitter - multilayer system». Methods: mathematical modeling of ultrasonic radiation propagation within a multilayer system, considering the following impact factors: design-type of the ultrasound resonant emitter, operating mode, number of layers and material mechanical properties of the multilayer system.

Experiments were based on the physical model system: «ultrasonic emitter - multilayer system». Experimental data verification proved the effectiveness of the mathematical model. Results. This mathematical model enables to determine and calculate the energy and frequency characteristics of acoustic radiation in each layer within the multilayer system itself. Ultrasonic resonant emitter operating experiments under one plexiglass-layer, two plexiglasslayer and three-plexiglass layer loads have been carried out. Estimated data are in good agreement with experiments, whereas, discrepancy does not exceed 15 %. Conclusion. Proposed and developed mathematical model enables the ultrasound resonant emitter-type to be designed, according to required power source capacity and frequency range. In this case, it could be applied for hydrocarbon fuel laboratory research.