Представлений комплекс монографій присвячений підвищенню якості та продуктивності технологічних процесів, що використовують рідини. Досліджено вплив ультразвукової кавітації на параметри технологічних процесів ультразвукового безреагентного знезараження рідин, ультразвукового дрібнодисперсного розпилення рідин у складі мехатронних систем зрошування та штучного мікроклімату, ультразвукового розпилення розплавлених металів з метою отримання дрібнодисперсних металевих порошків, ультразвукового кавітаційного фільтрування рідин, отримання стійких емульсій за рахунок ультразвукового кавітаційного перемішування на молекулярному рівні та ультразвукового кавітаційного екстрагування.
Показано особливості виникнення явища ультразвукової кавітації та ретельно розглянуто вторинні явища, що її супроводжують, оскільки відомо багато технологічних процесів, які побудовані із використанням вторинних явищ ультразвукової кавітації.
У рукописі послідовно наведено методику розрахунку кавітаційних камер різного розміру та конфігурації, у яких відбувається кавітаційна обробка рідин, та методику розрахунку ультразвукових резонансних приводів поздовжніх переміщень, що збуджують явище ультразвукової кавітації в об’ємі цих камер та на вібруючій поверхні при розпиленні в тонкому шарі. У якості ультразвукових випромінювачів у розрахунках розглядаються п’єзокерамічні перетворювачі, які, на відміну від магнітострикційних, мають суттєво більші ККД, надійність та довговічність. Всі наведені методики апробовані.
Вперше складено рівняння балансу енергій процесу ультразвукового розпилення в тонкому шарі з урахуванням ряду важливих енергетичних складових, які суттєво впливають на параметри процесу. Проаналізовано вплив конкретних енергетичних складових на характеристики рідинного дрібнодисперсного аерозолю, що дозволило запропонувати шляхи підвищення ефективності процесу ультразвукового розпилення в тонкому шарі та з’ясувати межі припустимої зміни реологічних характеристик рідин, які доцільно розпилювати в такий спосіб.
Вперше запропонована інженерна методика що дозволяє розрахувати акустичні розміри складових диспергатора, задаючись акустичною схемою, застосованими матеріалами, типом п’єзокераміки, дисперсністю аерозолю.
Виконаними дослідженнями вперше встановлено, що опис протікання кавітаційного процесу має базуватися на представленні системи «кавітатор – оброблювальне середовище» як єдиної системи, яка враховує в спільному русі пружно-інерційні та дисипативні властивості кожної із підсистем. На цій основі розроблено алгоритм та методику розрахунку, що реалізує забезпечення ефективного протікання кавітаційного процесу.
Актуальна науково-технічна проблема підвищення ефективності кавітаційної обробки рідких середовищ вирішена шляхом створення обладнання, що забезпечує введення в рідину ультразвукових коливань високої інтенсивності.
Запропоновано новий спосіб 5…6 кратного підвищення технологічної продуктивності за рахунок додавання в кавітаційне середовище абразивного матеріалу з подальшим його видаленням при фільтрації.
За результатами експериментального дослідження вперше встановлено залежність надлишкового та вакууметричного тиску в кавітаційній камері від інтенсивності ультразвукової кавітації та визначено, що максимальна інтенсивність кавітаційного впливу припадає на інтервал тиску 0,2…0,3 МПа. Експериментально визначено раціональні параметри розташування фільтрувальної перегородки відносно ультразвукової хвилі в кавітаційній камері.
Монографії носять комплексний характер, доповнюючи одна одну, що відображено в логічному та послідовному представленні матеріалу починаючи від теоретичних викладок та закінчуючи широким спектром апробацій ультразвукового кавітаційного технологічного обладнання.