sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2021-18-1-86-95sibadi-1226Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTПланирование эксперимента по очистке выхлопных газов ультразвукомPlanning an experiment for cleaning exhaust gases with ultrasoundhttps://orcid.org/0000-0001-7071-2300КадыровА. С.KadyrovA. S.

Кадыров Адиль Суратович - доктор технических наук, профессор кафедры Транспортная техника и логистические системы.

100027, Караганда, пр. Нурсултана Назарбаева, 56, +7-701-915-09-11

Adil S. Kadyrov, Dr.of Sci., Professor of the Transport equipment and logistics Department, Karagandar Technical University.

100027, Karaganda, N.Nozarbaev Prospekt, 56, +7-701915-09-11

ludmiila77025@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4815-1823СарсембековБ. К.SarsembekovB. K.

Сарсембеков Бауыржан Кобланович - магистр технических наук, докторант кафедры Транспортная техника и логистические системы.

100027, Караганда, пр. Нурсултана Назарбаева, 56, +7-747-439-05-87

Bauyrzhan K.Sarsembekov, Master of Sci., doctoral student of theTransport equipment and logistics Department,(

100027, Karaganda, N.Nozarbaev Prospekt, 56, +7-747-43905-87

baursk@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3063-5870КукешеваА. Б.KukishevaA. B.

Кукешева Алия Бакибаевна - магистр технических наук, ассистент кафедры Транспортная техника и логистические системы.

100027, Караганда, пр. Нурсултана Назарбаева, 56, +7-702-370-69-08

Alia B.Kukesheva, Master of Sci., Assosiated professor of theTransport equipment and logistics Department.

100027, Karaganda, N.Nozarbaev Prospekt, 56, +7-702-370-69-08

alisska_vip@bk.ruКарагандинский технический университетКазахстанKaraganda Technical UniversityKazakhstan2021300320211818692Copyright © Кадыров А.С., Сарсембеков Б.К., Кукешева А.Б., 20212021Кадыров А.С., Сарсембеков Б.К., Кукешева А.Б.Kadyrov A.S., Sarsembekov B.K., Kukisheva A.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/1226Введение

Введение. В статье рассмотрен вопрос защиты окружающей среды от вредных компонентов отработавших газов автомобиля. С целью решения этой проблемы предложена разработка дополнительного устройства к выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания на основе метода очистки ультразвуковой коагуляцией.

Материалы и методы

Материалы и методы. В связи с необходимостью создания экологически безопасной выхлопной системы автомобиля планируется провести эксперимент, определяющий скорость оседания частиц газа на ультразвуковом стенде. Правильная постановка эксперимента требует проведения предварительного теоретического анализа и уменьшения количества параметров, имеющих влияние на эксперимент. Во время проведения эксперимента число рассматриваемых параметров должно достаточно точно отражать основные процессы и их взаимодействия. Однако процесс ультразвуковой коагуляции зависит от большинства параметров, таких как скорость оседания частиц, давление ультразвуковой волны, амплитуда колебаний, частота колебаний ультразвука, радиус частиц, динамическая вязкость, ускорение силы тяжести и массы частиц, которые могут усложнить и увеличить время проведения экспериментальных работ. С целью уменьшения набора переменных был применен метод теории подобия и анализа размерностей. Данный метод позволяет сократить число опытов и сэкономить время, средства и другие ресурсы, затрачиваемые на эксперимент при большом количестве параметров.

Результаты

Результаты. В результате было получено минимальное количество безразмерных критериев, позволяющих повысить эффективность обработки экспериментальных данных на ультразвуковом стенде.

Заключение

Заключение. Таким образом, полученные безразмерные критерии позволяют составить план эксперимента по определению скорости оседания частиц отработавших газов автомобиля на ультразвуковом стенде и подтвердить применимость метода очистки ультразвуковой коагуляцией.

Introduction

Introduction. The article deals with the protection of the environment from harmful components of the exhaust gases of a motor vehicle. In order to solve this problem, it is proposed to develop an additional device to the exhaust system of an internal combustion engine, based on the ultrasonic coagulation cleaning method.

Materials and methods

Materials and methods. Due to the need for an environmentally friendly vehicle exhaust system, an experiment is planned to determine the particle gas settling rate on the ultrasonic stand. The correct setting of the experiment requires a preliminary theoretical analysis and a reduction in the number of parameters influencing the experiment. At the time of the experiment, the number of parameters considered should reflect the main processes and their interactions fairly accurately. However, ultrasonic coagulation depends on most parameters, such as particle settling velocity, ultrasonic wave pressure, oscillation amplitude, ultrasonic frequency, particle radius, dynamic viscosity, gravity acceleration and particle mass, which can complicate and increase the time for experimentation. The method of similarity theory and dimensional analysis was used to reduce the set of variables. This method reduces the number of experiments and saves time, costs and other resources spent on the experiment with a large number of parameters.

Results

Results. As a result, a minimum number of dimensional criteria were obtained to improve the efficiency of the ultrasonic screen processing of experimental data.

Conclusion

Conclusion. Thus, the dimensionless criteria obtained make it possible to draw up a plan for an experiment to determine the settling rate of car exhaust gas particles on an ultrasonic stand and confirm the applicability of the ultrasonic coagulation treatment method.

автомобильный транспортдвигатель внутреннего сгоранияультразвуковой стендметод ультразвуковой коагуляциианализ размерностейкритерии подобияплан экспериментаroad transportinternal combustion engineultrasonic standultrasonic coagulation methoddimensional analysissimilarity criteriaexperimental planReferencesShamim T Effect of engine exhaust gas modulation on the cold start emissions International Journal of Automotive Technology, 2011, vol. 12 no. 4, pp. 475-487.Shamim T Effect of engine exhaust gas modulation on the cold start emissions International Journal of Automotive Technology, 2011; 12(4): 475-487.Kheirbek I., Haney J., Douglas S., Ito K., Matte T The contribution of motor vehicle emissions to ambient fine particulate matter public health impacts in New York City: A health burden assessment Environmental Health: A Global Access Science Source, 2016, vol. 15, no 1, p.89.Kheirbek I., Haney J., Douglas S., Ito K., Matte T. The contribution of motor vehicle emissions to ambient fine particulate matter public health impacts in New York City: A health burden assessment Environmental Health. A Global Access Science Source, 2016; 15(1): 89.Вольнов А.С.,Третьяк Л.Н., Герасимов Е.М. Новые подходы к очистке отработавших газов двигателей внутреннего сгорания // ВЕСТНИК ОГУ 2014. №10 (171). С.36-43.Vol'nov A.S., Tret'yak L.N., Gerasimov E.M. Novye podhody k ochistke otrabotavshih gazov dvigatelej vnutrennego sgoraniya [New approaches to cleaning the exhaust gases of internal combustion engines]. Vestnik OGU, 2014; 10 (171):.36-43. (In Russian)Ложкин В.Н., Шульгин В.В., Максимов М.А. О моделировании систем очистки выхлопных газов ДВС с использованием нейтрализаторов фазового преобразования и тепловых аккумуляторов // Журнал «Технико-технологические проблемы сервиса». 2011. №2(16). С.16-22.Lozhkin V.N., Shul'gin V.V., Maksimov M.A. O modelirovanii sistem ochistki vyhlopnyh gazov DVS s ispol’zovaniem nejtralizatorov fazovogo preobrazovaniya i teplovyh akkumulyatorov [On modeling exhaust gas cleaning systems for ICE using phase transformation neutralizers and heat accumulators]. Zhurnal «Tekhniko-tekhnologicheskie problemy servisa», 2011; 2(16):16-22. (In Russian)Ibatov M.K., Aliev S.B., Balabayev O.T., Askarov B. Sh. Main results of experimental studies of open-pit mines diesel locomotive internal combustion HYPERLINK “https://www.scopus.com/record/display. uri?eid=2-s2.0-85072051856&origin=reflist”engineisol ation, Ugol, 2019, no. 7, pp. 28-30.Ibatov M.K., Aliev S.B., Balabayev O.T., Askarov B.Sh. Main results of experimental studies of open-pit mines diesel locomotive internal combustion engine isolation, Ugol, 2019; 7: 28-30.Gallego-Juarez J.A., Graff K.F. Power HYPERLINK “https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-84940519069&origin=reflist”Ultrasonics HYPERLINK “https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-84940519069&origin=reflist”: Applications of High-Intensity Ultrasound. Cambridge, Woodhead HYPERLINK “https://pureportal.coventry. ac.uk/en/publications/power-ultrasonics-for-food-processing-2” Publishing, 2015. pp. 1-1142.Gallego-Juarez J.A., Graff K.F. Power HYPERLINK “https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-84940519069&origin=reflist”Ultrasonics HYPERLINK “https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-84940519069&origin=reflist”: Applications of High-Intensity Ultrasound. Cambridge, Woodhead HYPERLINK “https://pureportal.coventry. ac.uk/en/publications/power-ultrasonics-for-food-pro-cessing-2" Publishing, 2015: 1-1142.Aнтoнникoвa A.A., Кopoвинa Н.В., Кудpяшoвa О.Б. Ультpaзвукoвoe ocaждeниe мeлкoдиcпepcнoгo aэpoзoля // Извecтия Тoмcкoгo пoлитexничecкoгo унивepcитeтa. 2014. №2. С. 57-62.Antonnikova A.A., Kopovina N.V., Kudpyasho-va O.B. Ul'tpazvukovoe ocazhdenie melkodicpepcnogo aepozolya [Ultrasonic deposition of fine aerosol]. Izvectiya Tomckogo politexnicheckogo univepciteta, 2014; 2: 57-62. (In Russian)Кукешева А.Б. Экспериментальное исследование коагуляции выхлопных газов под действием ультразвука. Республиканская студенческая научная конференция. «Вклад молодежной науки в реализацию Стратегии «Казахстан - 2050».2019. №1. C. 980-981.Kukesheva A.B. Eksperimentalnoye issledovaniye koagulyatsii vykhlopnykh gazov pod deystviyem ultrazvuka [Experimental study of coagulation of exhaust gases under the influence of ultrasound] « Vklad molodezhnoy nauki v realizatsiyu Strategii «Kazakhstan -2050», 2019; 1: 980-981. (In Russian)Ибaтoв М.К., 1"^ И.А. Уcтpoйcтвooчиcтки выxлoпныx гaзoв. Caгинoвcкиe чтeния «Интeгpaция нaуки, oбpaзoвaния и пpoизвoдcтвa - ocнoвa peaлизaции Плaнa нaции». 2019. №11. С. 335-336.Ibatov M.K., Pak I.A. “Uctpojctvo ochictki vyx-lopnyx gazov” [Exhaust gas cleaning device]. Saginovckie chteniya «Integpaciya nauki, obpazovaniya i ppoizvodctva - ocnova pealizacii Plana nacii» 2019; 11: 335-336. (In Russian)Кaдыpoв A.C., 1"^ И.А., Capceмбeкoв Б.К. Иccлeдoвaниe ультpaзвукoвoй oчиcтки oтpaбoтaв-ших гaзoв двигaтeлeй внутpeннeгo cгopaния. XV Мeждунapoдная нaучнo-пpaктичecкая кoнфepeнция «Пepcпeктивныe вoпpocы миpoвoй нaуки». 2019. №13. С. 76-80.Kadyrov A.S., Pak I.A., Sarsembekov B.K. «Iccledovanie ul'tpazvukovoj ochistki otpabotavshih gazov dvigatelei vnutrennego sgoraniya» [Study of ultrasonic cleaning of exhaust gases from internal combustion engines] XV Mezhdunapodnaya nauchno-ppakticheckaya konfepentsiya «Perspektivnye vopposy mipovoi nauki», 2019; 13: 76-80. (In Russian)Кадыров А.С., Балабаев О.Т., Аскаров Б.Ш., Жашкеев Е.К., Аскарова А.Б. Разработка устройства для изоляции отработавших газов двигателя подземной самоходной машины. Труды Университета. 2020. №1. С. 113-116.Kadyrov A.S., Balabaev O.T., Askarov B.Sh., Zhashkeev E.K., Askarova A.B. Razrabotka ustrojstva dlya izolyacii otrabotavshih gazov dvigatelya podzemnoj samohodnoj mashiny [Development of a device for isolating the exhaust gases of an underground self-propelled machine]. Trudy Universiteta, 2020; 1: 113-116. (In Russian)Ибатов М.К., Кадыров А.С., Пак И.А., Кадырова И.А., Аскаров Б.Ш. Результаты экспериментальных исследований работы емкостного оборудования ультразвуковой очистки отработавших газов автотранспорта // Уголь. 2020. № 2. С. 73-78.Ibatov M.K., Kadyrov A.S., Pak I.A., Kadyrova I.A., Askarov B.Sh. Rezul'taty eksperimental'nyh issledovanij raboty emkostnogo oborudovaniya ul'trazvukovoj ochistki otrabotavshih gazov avtotransporta [Results of experimental studies of the operation of capacitive equipment for ultrasonic cleaning of exhaust gases from vehicles]. Ugol', 2020; 2: 73-78. (In Russian)Кадыров А.С., Суюнбаев Ш.М., Сарсембеков Б.К. Экспериментальное исследование ультразвукового автомобильного глушителя. Сагиновские чтения. «Интеграция науки, образования и производства - основа реализации Плана нации». 2020. №12. C. 605-607.Kadyrov A.S., Suyunbaev Sh.M., Sarsembekov B.K. Eksperimental'noe issledovanie ul'trazvukovogo avtomobil'nogo glushitelya [Experimental study of an ultrasonic automobile muffler]. Saginovskie chteniya. «Integraciya nauki, obrazovaniya i proizvodstva - osnova realizacii Plana nacii», 2020; 12, pp. 605-607. (In Russian)Пак И.А., Ибатов М.К., Баурова Н.И. Устройства ультразвуковой очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания транспортной техники. Сагиновские чтения. «Интеграция науки, образования и производства - основа реализации Плана нации». 2020. №12. C. 634-636.Pak I.A., Ibatov M.K., Baurova N.I. Ustrojstva ul'trazvukovoj ochistki otrabotavshih gazov dvigatelej vnutrennego sgoraniya transportnoj tekhniki. [Devices for ultrasonic cleaning of exhaust gases from internal combustion engines of transport equipment]. Saginovskie chteniya. «Integraciya nauki, obrazovaniya i proizvodstva - osnova realizacii Plana nacii», 2020; 12:. 634-636. (In Russian)

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