ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кавитация из "Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах" чод от акустических колебаний с малой амплитудой к колебаниям с большой амплитудой, при которых сплошность жидкости разрывается и в ней появляются кавитационные пузырьки, обусловлен качественным изменением колебательного процесса в жидкости. Эти изменения связаны с тем, что наличие кавитационных пузырьков изменяет свойства среды, и ее характеристики становятся нелинейными. Кроме того, ири развитой кавитации происходит процесс периодического распространения гидродинамического разрыва в виде фронта волны схлопываю-иднхся пузырьков. [c.25] В связи с тем, что пока еще нет строгих уравнений, описывающих кавитационную область, ее рассматривают в частных приближениях или же с помощью феноменологического подхода [14]. [c.25] Мы ограничимся рассмотрением отдельного кавитационного пузырька, а не всей области в целом. [c.25] Из уравнения (1.47) видно, что локальная скорость ябляетсй функцией /г. Уравнение (1.45) решается методом численного интегрирования при определенных начальных условиях и с использованием уравнений (1.46) и (1.47). Для решения уравнения используются электронно-вычислительные и аналоговые машины. [c.26] Решение уравнения для различных начальных условий показало, что, несмотря на гармонический характер изменения давления в акустическом поле, колебания кавитационного пузырька не являются гармоничсскими. Из расчетов следует, что время роста пузырька значительно (в 4—5 раз) превышает время его захлопывания. Экспериментальные исследования подтвердили эти расчеты. [c.26] Из приведенных расчетов также следует, что у пузырьков дорезонансных и резонансных размеров при повышении акустической интенсивности увеличиваются радиусы и одновременно увеличивается время захлопывания. Начиная с некоторого значения акустической интенсивности, захлопывание пузырька происходит лишь во втором периоде его колебаний, а при дальнейшем росте интенсивности возможно формирование третьего, четвертого и последующих экстремумов, после которых пузырек за.хлопывается [6]. [c.26] Из решения уравнения следует также, что при акустическом давлении, соответствующем структурной неустойчивости пузырька, время захлопывания определяется из соотношения и.,/0,ЪТс . [c.26] Экспериментально было показано, что кавитационное разрушение металла, зависящее от скорости захлопывания кавитационного пузырька, максимально именно при таком соотношении. При росте этого соотношения кавитационное разрушение уменьшается и достигает минимума при отношении, равном двум. [c.26] Из решения уравнения (1.45) получен важный вывод о возможности управления временем захлопывания пузырька с помощью изменения гидростатического давления. [c.26] Скорость захлопывания пузырька изменяется в этом случае по двум причинам уменьшается присоединенная к пузырьку масса жидкости и сохраняется давление внутри полости, что способствует увеличению скорости движения стенок пузырька в фазе захлопывания изменяется фаза захлопывания относительно периода акустических колебаний, что приводит к увеличению эффективного давления, действующего на кавитационную полость в фазе сжатия. [c.26] Исследованиями было также установлено, что, как правило, после захлопывания кавитационный пузырек возникает на том же самом месте. Поэтому время нахождения кавитационного пузырька в какой-либо области жидкости довольно продолжительно. За время своего существования кавитационные пузырьки успевают взаимодействовать между собой и с поверхностью раздела сред. [c.27] Движение пузырьков в жидкости в результате взаимодействия друг с другом носит беспорядочный характер. В то и е время, так как каждый пузырек имеет сток на границе раздела сред, движение пузырьков к границе раздела носит однонаправленный характер. [c.27] Поток кавитационных пузырьков играет важную роль при акустическом воздействии на целый ряд процессов. [c.28] Оценим поток кавитационных пузырьков [в 1/(м -с)] при условиях а = 4,75-10 Вт/м т] = 10 Па-с с = 1,5-10 м/с = 0,5 / = 2-10 Гц /ж = 5-10 2 Ро = 9,81 10 Па Р = = 10- м р = 103 ,./ 3. д ю-4. [c.28] Вернуться к основной статье