Энергия акустических волн VII

Энергия акустической (звуковой) -волны это добавочная энергия, обусловленная наличием этой волны. Энергия акустической волны в единице объема среды называется плотностью звуковой энергии. Она состоит из кинетической и потенциальной частей. Для плоской бегущей звуковой волны кинетическая и потенциальная части энергии равны и плотность полной энергии, выраженная через амплитуду давления Р, равна [c.14]

Энергия акустических волн. Акустическое сопротивление среды [c.763]

Совершенно независимо от этих типов кинетическая энергия акустических волн (по-прежнему отнесенная к единице поверхности фронта волны) выражается так, как выражается кинетическая энергия всякой массы, движущейся с данной скоростью. Именно для того же столба длиной [c.763]

В свою очередь, получив выражение для плотности энергии, остается только умножить его на скорость распространения волн с — ив результате определится поток энергии акустических волн [c.764]

Однако в природных условиях даже такой пучок параллельных лучей непрерывно ослабевает за счет того поглощения энергии акустических волн, которое неизбежно имеет место во всякой физической среде. Поглощение энергии волн происходит по двум причинам с одной стороны, колебания частиц среды происходят всегда при наличии некоторой вязкости, благодаря которой часть кинетической энергии частиц превращается в тепло с другой стороны, при периодическом сжатии слоев реальной среды процесс протекает не строго адиабатически, как предполагалось при выводе всех соотношений, рассмотренных выше, а с передачей некоторого количества тепла в соседние области среды благодаря наличию теплопроводности. [c.774]

Но ведь, на основании (46), поток энергии акустических волн пропорционален квадрату амплитуды следовательно, если некоторый излучатель посылает начальный поток Fq плоских волн, то на расстоянии г от излучателя поток энергии будет [c.775]

В предыдущем параграфе было отмечено, что ослабление потока энергии акустических волн, происходящее в природных условиях — в океане и во внутренних морях,— значительно превышает эффект молекулярной внутренней вязкости и отклонения от адиабатических условий. В связи с этим большой интерес представляет исследование иных причин ослабления энергии акустических волн, исходящих от излучателя. В первую очередь необходимо сказать о рассеянии акустических волн воздушными пузырьками, взвешенными в воде, а также планктоном, содержание которого иногда весьма значительно. [c.776]

Здесь Jy. — энергия акустических волн на расстоянии х от места, где энергия их была а — эффективный коэффициент уменьшения энергии волн он зависит от статистического распределения пузырьков различных размеров. [c.778]

ЛО. Вообще говоря, близ поверхности моря должно происходить частичное поглощение и рассеяние энергии, вызванное местным увеличением количества мути, воздушных пузырей и других неоднородностей в водной среде. Мы не будем касаться здесь этих побочных явлений, а рассмотрим лишь отражение части энергии акустических волн от поверхности моря и проникание некоторой части этой энергии в другую — смежную — среду. [c.797]

Прежде всего необходимо полагать, что плотность энергии акустических волн в непосредственном соседстве с шаром значительно превышала плотность энергии в окружающем инфразвуковом поле. [c.807]

Чтобы произошла химическая реакция, избыточная энергия реагирующих частиц должна быть достаточной для преодоления энергетического барьера, разделяющего исходное и конечное состояния системы. Чтобы сообщить реагирующим частицам эту энергию, называемую энергией активации, используются различные методы. Если частицы уже обладают энергией активации, для начала химической реакции достаточно физического контакта реагентов. В противном случае реакционной системе сообщают дополнительную энергию, подвергая ее нагреванию, облучению светом, воздействию ионизирующего излучения, акустических волн, электрического тока и т. п. [c.18]

СКИМ теплообменом между газовой струей и газом в полости. Газ внутри полости подвергается последовательному прохождению ударных волн и волн разрежения. Кроме того, процесс сопровождается излучением звуковых колебаний. Таким образом, в трубке Г-Ш кинетическая энергия расширяющейся струи преобразуется в тепловую энергию и энергию акустических колебаний газа, находящегося в полости трубки. [c.32]

Зона с уровнем звука более 85 дБЛ должна быть обозначена знаками безопасности в таких зонах можно работать только в средствах индивидуальной защиты по ГОСТ 12.4.051—78. Интенсивность распространения шума по воздуху можно уменьшить установкой на его пути звукоизолирующих преград (стен, перегородок, кожухов и т. д.). Акустическая обработка помещений (устройство звукопоглощающих облицовок стен, потолка, пола или размещение в нем штучных звукопоглотителей) позволяет существенно уменьшить энергию отраженных волн и уменьшить уровень шума на рабочем месте. [c.568]

Акустические волны, применяемые в различных технологических процессах, преобразуются с высоким КПД в энергию других форм механического движения в многофазной среде. Это увеличение скоростей движения жидкостей и газов в капиллярах и пористых средах, турбулизация многофазных систем, интенсификация тепломассообменных процессов и процессов горения, диспергирования, фильтрации и разделения многофазных систем. [c.27]

Среднее по времени значение плотности потока энергии называют интенсивностью акустической волны. Для плоской бегущей гармонической волны интенсивность равна [c.19]

I Поглощение обусловлено вязкостью, упругим гистерезисом (т. е. различной супругой зависимостью при расширении и сжатии) и теплопроводностью. Последний механизм поглощения связан с тем, что процесс распространения акустической волны считают адиабатическим. Расширение или сжатие элементарного объема сопровождается изменением температуры, но они настолько кратковременны, что процесс выравнивания температуры можно не учитывать. В действительности теплопроводность существует и способствует потере энергии колебаний. Существуют также другие механизмы поглощения, проявляющиеся при более высоких частотах, чем применяют в АК. [c.33]

Сопоставление со значением D по амплитуде давления показывает, что D равен произведению значений D при прохождении через границу в прямом и обратном направлениях. Это положение важно для дефектоскопии, поскольку при введении акустических волн в объект контроля через какую-либо промежуточную среду волна обычно проходит через границу в двух направлениях. Оно остается справедливым для границ любых сред. Коэффициент отражения по интенсивности равен С учетом этого легко проверить соблюдение закона сохранения энергии k- -D=. [c.37]

Рассмотрим этот случай [7—9]. Ввиду того, что плакирующий и основной слои биметалла имеют различное акустическое сопротивление, то от границ слоев отражается только часть энергии продольной волны. Если же на границе между слоями имеется расслоение, то величина отраженной энергии будет изменяться. Расслоение можно представить как слой, разделяющий два полупространства. Слой биметалла можно принять за полупространство, если отражаемые от его границ продольные волны не интерферируют друг с другом. [c.15]

При обсуждении этих диаграмм следует помнить, что они получены в предположении отсутствия излучения энергии из открытых концов (узлы давления в качестве краевых условий). Известно, однако, что с увеличением частоты колебаний количество энергии, излучаемой из трубы в окружающее пространство, резко возрастает (более подробно этот вопрос будет рассмотрен в следующей главе). Учет рассеивания энергии при взаимодействии акустических волн с концами трубы приведет к тому, что области неустойчивости но мере увеличения частоты колебаний начнут сужаться, и начиная с некоторой частоты совершенно исчезнут. Следовательно, высокие гармоники практически наблюдаться не будут и при положении фронта пламени в некоторой, достаточно большой, окрестности открытого конца трубы процесс будет всегда устойчив. [c.228]

Целый ряд процессов, таких, как трение в газовой фазе, поглощение акустической энергии в твердой фазе и прохождение акустических волн через сопло, вносят вклад в затухание колебаний. Рассмотрим здесь более подробно наличие в потоке частиц конденсированной фазы, что иногда оказывает преобладающее влияние на устойчивость и имеет относительно простое объяснение. [c.121]

Для излучения и приема упругих колебаний и волн применяют различные способы. Все они основаны на преобразовании энергии. В простейшем случае такое преобразование может происходить без изменения вида энергии например, возбуждение акустических импульсов в бетоне - ударом молотка. При этом кинетическая механическая энергия молотка преобразуется в механическую же энергию упругой волны. [c.53]

О.В. Руденко [288] рассмотрел возможность использования для диагностики и контроля разнообразных физических явлений, связанных с распространением интенсивных акустических волн. На этой работе основано дальнейшее изложение. Отмечается, что зависимость от амплитуды (или интенсивности) приводит к нарушению принципа линейной суперпозиции волны в области их интерференции начинают влиять друг на друга, обмениваясь энергией. При этом каждая из волн "запоминает" свойства как остальных участников взаимодействия, так и материальных констант среды в той области пространства, где это взаимодействие происходит. [c.124]

В последнее время поверхностные акустические волны начинают находить применение для определения поверхностных напряжений. Наиболее широко используются волны Рэлея, которые можно рассматривать как суперпозицию двух неоднородных волн - продольной и поперечной, распространяющихся вдоль границы полупространства с одинаковыми скоростями и быстро затухающих с глубиной. На границе полупространства эти волны взаимно компенсируют создаваемые ими напряжения. Их энергия локализована в поверхностном слое толщиной от одной до двух длин волн, при этом частицы среды в волне движутся по эллипсам, большая полуось которых перпендику- [c.59]

ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В АКУСТИЧЕСКОЙ ВОЛНЕ [c.36]

При распространении в любой среде акустическая волна постепенно ослабевает, так как часть энергии ее необратимо обращается в тепло, а также рассеивается на неоднородностях структуры вещества, через которое проходит волна. [c.36]

Из других видов энергии в процессах тонкого химического-синтеза представляют интерес перенос оптического излучения,, энергии акустических колебаний, ионизирующего излучения. Процесс переноса оптического излучения происходит в фото-физических и фотохимических процессах, перенос энергии акустических волн — в звукохимических процессах и при перемешивании при помощи ультразвуковых колебаний, ионизирующего излучения — радиационно-химпческих процессах. [c.17]

Изображение на спектроэхограмме несет информацию о величине натяга. Спектроэхограмма для свободного датчика представляет собой суммарную ампли-тодно-частотную характеристику пьезоэлектрического преобразователя и волновода, причем при увеличении энергии ультразвуковых посылок характер спектрограммы слабо меняется. Резонансные свойства колебательной системы "кольцо-шейка оси" вносят существенные изменения в характер спектрограммы. Наблюдается увеличение числа резонансных частот и резонансов при больших натягах. Амплитуда пиков частот увеличивается, а ширина полосы становится более узкой. Появляются отдельные пики резонансов в небольшой области частот. Этот факт можно объяснить неравномерностью выборки размера зазора вследствие конусности и эллипсности контактирующих поверхностей узла "кольцо-шейка", а также потерями энергии акустической волны в дефектах сопрягаемых деталей. Способ высокопроизводителен, чувствителен не только к величине натяга, но также к дефектам деталей и структуре материалов. [c.684]

Еще более сложные условия возникают гидролокации, т. е. при получении отраженных сигналов от какого-либо препятствия, находящегося в водной среде. Здесь приходится считаться с влкяяшштелесныхуглов, внутри которых распространяется поток энергии акустических волн телесного угла 2, внутри которого вибратор гидролокатора посылает сигналы, и телесного угла 0, под которым площадь препятствия 8 видна из центра датчика волн. [c.799]

При отсутствии интегрального потока в цепочке, что было устан лено в 12.1, возможен механизм диссипации энергии акустическ волны за счет возникновения теплового скольжения. Характерной е особенностью является то, что суммарный поток жидкости, даже в п делах отдельного капилляра, равен нулю. [c.218]

Известны также химические реакции, которые не протекают в отсутствие акустических полей. Установлено, что скорость поглощения звуковых волн в отсутствие кавитации линейно зависит от их интенсивности. Поглощение энергии акустическ1гх волн в кавитационных полях подчиняется параболическому закону. Процесс поглощения акустических волн можно описать следующими уравнениями [c.102]

В фотохимическом реакторе излучение достигает только поверхности катализатора и не проникает в глубину пленки катализатора. Внутри пор катализатора процесс окисления не происходит, реакции во внутридиффузной области нет. Принципиально перевести реакцию окисления и во внутридиффузную область возможно, например, путем оснащения корпуса термокаталитических элементов источником ультразвука. Поток коротких акустических волн передается пленке катализатора, которая насыщена адсорбированными углеводородами и дополнительно активизирует их. Волновой характер межатомных и валентных связей углеводородных молекул при синхронизации частот волн ультразвука и колебаний валентных связей молекул обеспечивает условия для возникновения резонанса с максимальной "перекачкой" энергии от волн ультразвука углеводородным молекулам. Такое техническое решение существенно расширяет диапазон использования фотохимических реакторов, повышает их эффективность и в некоторых случаях, может быть использовано при решении практической задачи на основе анализа технико-экономического обоснования целесообразности выбранного приема интенсификации процесса окисления углеводородов. [c.315]

Основные параметры метода АЭД подземных трубопроводов были введены Д. Пэрри. Расстояние между датчиками (интервал раскопки) устанавливали в пределах от 60 до 300 м в зависимости от затухания волн эмиссии в материале (нагружающей среде). По окончании монтажа датчиков в трубопровод подавали газ под рабочим давлением или под давлением, превышающем его на 10% (испытательное давление). Измерительная аппаратура регистрировала суммарную энергию акустической эмиссии и определяла координаты источников. [c.185]

Рефракция (от позднелат. refra tio — преломление) в широком смысле то же, что преломление волн. Применительно к акустическим волнам под рефракцией понимают непрерывное изменение направления акустического луча в неоднородной среде, скорость волн в которой зависит от координат. Это явление наблюдают в слоисто-неоднородных и анизотропных средах, в которых скорость меняется по определенному закону. Такую среду можно представить как состоящую из бесконечного количества бесконечно тонких слоев, в каждом из которых скорость звука постоянна, но меняется скачком на границах между слоями. Для определения поведения луча применяют закон синусов к границе двух таких слоев sin a/ = os Y/ = onst, где =90° — а — угол скольжения. В результате изменения скорости с лучи отклоняются от прямолинейного направления, образуются зоны молчания и наоборот — зоны концентрации энергии, в которых возникают каустические поверхности. [c.54]

Характеристики ПЭП. Пьезопластина является основным чув- ствительным элементом ПЭП. Она электрически соединена с генератором и приемником прибора, а механически — с другими элементами преобразователя демпфером, в который излучается (и там гасится) часть колебательной энергии протектором — тонкой прослойкой, предохраняющей пьезопластину от внешних воздействий. Иногда пьезопластина механически соединена с толстой плоскопараллельной или клиновидной призмой, в которую излучается акустическая волна прежде чем попасть в ОК. [c.60]

Наиболее перспективен способ быстрого бесконтактного нагре ва участка твердого тела импульсом лазера, т. е. применение ла зерного излучателя (рис. 1.30, слева). Используют лазер 1 с мощ ностью до 50 МВт, длительностью световых импульсов 30... 50 не максимальной энергией импульса 1 Дж. Этот импульс проходит че рез полупрозрачное зеркало 2 и фокусируется линзой 3 на ОК 5 в котором возбуждает акустические волны. Часть энергии от зер [c.71]

Вильямс в работе [ ] сформулировал линейные обыкновенные дифференциальные уравнения с переменными коэффициентами, пригодные для расчета взаимодействия акустических волн с зоной горения (а также внутренней неустойчивости). При этом рассматривалась протяженная реакционная зона, в которой могут иметь место колебания. Тем самым были исключены искусственные предположения о поверхности пламени и зоне теплопроводности. Однако Вильямс получил лишь грубые аналитические оценки величины акустической проводимости окончательные результаты были ограничены случаем низких частот и высоких энергий активаций реакции в газовой фазе. Так же как в работах Харта и Мак Клюра, в работе Вильямса были найдены области усиления и затухания, однако результаты свидетельствуют о менее сильной тенденции к усилению акустических колебаний, чем результаты, полученные Хартом и Мак Клюром. Для выяснения природы взаимодействия акустических колебаний с плоской одномерной реакционной зоной горящего твердого топлива необходимо дальнейшее исследование дифференциальных уравнений, установленных в работе [ ]. Необходимо также рассмотреть взаимодействие волн давления с неплоской и негомогенной зоной горения смесевого твердого топлива, описанного в пункте е 2 ). [c.302]

Выше уже указывалось, что численный анализ конкретных случаев является почти едипствеппым методом изучения задач, рассматриваемых в настоящей главе. Однако в некоторых случаях оказывается возможным аналитическое рассмотрение. Такой задачей является, в частности, исследование колебательной системы при полном поглощении энергии падающей акустической волны на одном из концов трубы. [c.267]

Пусть в концевом сечении трубы с координатой (рис. 22) импеданц отверстия известен и равен На другом конце трубы с координатой 2 пусть происходит полное поглощение энергии подходящих к 2 акустических волн. В таком случае краевое условие для конца с координатой 2 будет [c.267]

В отличие от задачи, рассмотренной в предыдущем параграфе, поток акустической энергии, излучаемой областью тенлонодвода ст, не будет равен потоку энергии того же вида, возвращающемуся в область а после отражения акустических волн от концов трубы. Поэтому в среднем за цикл колебания будет наблюдаться течение акустической энергии от области а к концам трубы. Аналитически это выразится в том, что амплитуды и п IV перестанут быть равными друг другу. [c.368]

Кроме пьезоэффекта для возбуждения и приема акустических волн используют также другие явления (табл. 1.8), на которых основаны различные типы элек-троакустических преобразователей (ЭАП). Преимущество их перед ПЭП в бескон-тактности, т.е. они не требуют контактной жидкости. В большинстве из них электрическая или тепловая энергия преобразуется в упругие колебания поверхности изделия в самом изделии. [c.68]

Для абсолютных измерений нужно. использовать уменьшение амплитуды эхЪ-импулЬса в серии многократных отражений от задней стенкн. Кроме собственна затухания в материале сюда входят 1) пот фя энерг 4и волны иа акустический контакт с искателем и 2) наденце амплитуды вследствие раскрытия., звукового луча.. [c.642]

Контроль изделий из металлов объемными акустическими волнами с использованием только воздушной акустической связи представляется проблематичным из-за малого прохождения акустической энергии через фаницу воздух - твердое тело, а также ввиду того, что угол преломления ультразвукового луча в большой степени зависит от угла падения. Если толщина контролируемого объекта кратна целому числу полуволн в нем, то коэффициент прозрачности значительно увеличивается. [c.226]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология