Кавитационно-акустическое разрушение

Оба этих рисунка подтверждают достаточную для инженерной практики достоверность предлагаемой модели для описания реального процесса диспергирования в условиях акустического воздействия. Действительно, с течением времени в результате взаимодействия частиц твердой фазы с кавитационными пузырьками происходит рост числа частиц вследствие их разрушения, и темп этого роста сдерживается процессами агрегирования (рис. 3.3). Параллельно, спустя период индукции (из-за непрерывного генерирования) число кавитационных пузырьков остается постоянным (рис 3.4). Незначительное снижение их числа связано с уже отмеченными при построении факторами. Тем не менее, это снижение в пределах времени диспергирования не может существенно сказаться на качестве целевого процесса. [c.125]

Кавитационно-акустическое разрушение частиц внутренней фазы дисперсии в АГВ обусловлено способностью аппарата генерировать непрерывный поток кавитационных пузырьков в среде. Эта способность обеспечивается своеобразной конструкцией и позволяет управлять концентрацией пузырьков. Феноменологическая основа кавитационно-акустического диспергирования заключается во взаимодействии кавитационного пузырька с частицей дисперсии. В силу особенностей динамики пузырька в среде возбуждается ряд акустических эффектов, которые являются движущей силой диспергирования. [c.103]

Кавитационно-акустическое разрушение [c.119]

При вероятностно-статистическом моделировании получения дисперсных систем во фрикционных потоках и при кавитационно-акустическом воздействии активно используется понятие инфинитезимальных интенсивностей, под которыми в теории случайных процессов понимаются мгновенные локальные параметры данных процессов. При получении дисперсных систем инфинитезимальные интенсивности играют роль кинетических параметров процессов образования дискретных компонентов системы (диспергирование, генерация кавитационных пузырьков) и процессов их уменьшения (агрегирование частиц и разрушение пузырьков). [c.131]

Наиболее интенсивное кавитационно-абразивное разрушение острой кромки свободно движущегося образца можно объяснить тем, что при попадании движущегося образца в зону кавитации наибольшему разрушению, как отмечалось ранее, подвергается основание заусенца. Вне зоны кавитации, где скорость акустических течений выше, чем в самой области кавитации, преимущественно разрушается верхняя острая кромка, срезаемая частицами абразива. [c.322]

На рисунках 1 и 2 изображены результаты этого эксперимента в виде изменения числа частиц твердой фазы в суспензии и числа кавитационных пузырьков в соответственно. Оба рисунка в достаточной для инженерной практики подтверждают достоверность предлагаемой модели для описания реального процесса диспергирования в условиях акустического воздействия. Действительно, с течением времени в результате взаимодействия частиц твердой фазы с кавитационными пузырьками происходит рост числа частиц, вследствие их разрушения и темп этого роста сдерживается процессами агрегирования (см. рис.1). В тоже время, с некоторого момента времени, в силу непрерывного генерирования пузырьков и их исчезновения, число пузырьков остается практически постоянным (см. рис 2). [c.14]

Знакопеременные нагрузки, вызываемые в основном кавитационными процессами, приводят к суш,ественному диспергированию твердых частиц вследствие усталостного разрушения наиболее слабых межкристаллитных связей. Наиболее вероятно такое разрушение на границе раздела фаз с различным акустическим сопротивлением. Для обеспечения больших градиентов напряжений длина волны должна быть меньше или соизмерима с размерами твердых частиц [82]. [c.145]

Механизм разрушения пленки был следующим газовые пузырьки, имевшиеся в толще пленки, пульсируя в звуковом поле и перемещаясь под действием акустических течений, увлекали за собой часть окружающего вещества (жира). Перемещение массы пленки приводило к ее разрывам. Одновременно шел другой процесс кавитационные пузырьки распыляли мельчайшие капли воды на поверхности жировой пленки обволакивающей газовый пузырек. Поскольку пульсирующий пузырек является своеобразным источником ультразвуковых колебаний, капельки жидкости с его поверхности могут отбрасываться, дробиться и наблюдается явление, напоминающее распыление тонкого слоя жидкости на поверхности излучателя. [c.247]

Эффективность ультразвукового травления в существенной степени зависит от того, каков механизм химического травления окисной пленки на металле, а также от кавитационной стойкости окалины и ее адгезии к поверхности металла. Травление металла в акустическом поле существенно ускоряется по сравнению с химическим травлением вследствие механического разрушения окалины кавитационными пузырьками. Благодаря зву- [c.268]

В акустическом поле повышение эффективности процесса обеспечивается в основном за счет разрушения окалины кавитационными пузырьками. Воздействие акустических течений и других вторичных эффектов вне области кавитации эквивалентно механическому перемешиванию жидкости, обеспечивающему скорость течений порядка нескольких метров в секунду. [c.274]

Однако кавитационные разрушения не объясняют полностью механизма удаления заусенцев и скругления острых кромок без повреждения поверхности деталей. Необходимо, чтобы детали могли свободно двигаться в абразивной суспензии под действием акустических течений. Роль этого фактора особенно ясна из результатов описанного ниже эксперимента. [c.320]

Турбулентность потока и плотность акустической энергии увеличиваются при наличии микронеровностей поверхностного слоя кавитационные разрушения поверхностного слоя способствуют усилению действия акустических потоков, интенсифицируют процесс перемешивания и растворения поверхностных загрязнений. Акустические потоки способствуют также лучшему обмену растворителей в зоне очистки, уносу загрязненного растворителя и поступлению свежей порции раствора. На скорость очистки влияет и отношение концентрации загрязнений раствора в зоне очистки к концентрации его во всем объеме. [c.17]

Избыточное статическое давление оказывает значительное влияние на характер акустических потоков. Это явление используется при удалении заусенцев с мелких деталей, свободно погруженных в рабочую жидкость, в качестве которой используется абразивная суспензия. Необходимым условием, обеспечивающим удаление заусенцев и сглаживание острых кромок без повреждения поверхности деталей, является свободное движение деталей в абразивной суспензии. Движущиеся детали поочередно попадают в зоны кавитации, причем наибольшему разрушению подвергаются основания заусенцев (так как именно в этих местах сосредоточиваются кавитационные полости), а вне зоны, где скорость [c.57]

Особенность конструкции аппарата гидроакустического воздействия состоит в том, что в нем одновременно и неразделимо реализуется несколько механизмов воздействия на дисперсные системы механическое разрушение частиц внутренней фазы дисперсии в условиях стесненного удара, разрушение частиц вследствие их фрикционных взаимодействий с потоком, разрушение частиц как результат кавитационно-акустического воздействия. В отношении кинематики взаимодействия частиц с узлами аппарата более сложным представляется механизм разрзтпения частиц в условиях стесненного удара, поэтому в постановке задачи он обсуждается более подробно. [c.101]

Изменяя статическое давление, можно изменить эрозионную активность кавитационных пузырьков не только в воде. На рис. 4.25 приведена зависимость кавитационной эрозии AG от статического давления Ро в различных жидкостях при постоянном акустическом давлении Ра = На. Оптимальное статическое давление подбирается, как правило, опытным путем. На рис. 4.26 показано разрушение образцов из сплавов ПОС-40 при подборе статического давления для излучателя ЦМС-8. [c.114]

В тех случаях, когда растворению подвергаются большие плоские поверхности, акустические колебания ускоряют процесс растворения двумя путями. Во-первых, создавая акустические течения на границе раздела жидких сред, они переводят процесс из области молекулярной диффузии в область конвективной диффузии, которая, как отмечалось выше, значительно ускоряет процесс диффузии. Во-вторых, поток кавитационных пузырьков к поверхности создает условия, способствующие разрушению диффузионного пограничного слоя и увеличению поверхности растворения. [c.152]

Воздействие акустических колебаний как бы снимает ограничения диффузии и нагнетает растворитель в капилляры. Кроме того, в результате кавитационного разрушения поверхности частиц вскрываются новые поры и образуются микротрещины. Под воздействием этого комплекса скорость процесса выщелачивания удается увеличить почти в 10 раз. [c.165]

По-видимому, воздействие интенсивных импульсов давления, гидравлических ударов, кавитационных, акустических и других эффектов способствует разрушению и изменению размеров первичных надмолекулярных структур - сложных структурных единиц, образованных из присутствующих в сырье высокомолекулярных соединений - смол, асфальте-нов и полициклической ароматики Г28]. [c.43]

Ультразвуковая очистка. Применение ультразвуковых колебаний позволяет существенно ускорить любой из перечисленных способов очистки и повысить ее качество. Осуществляется такое ускорение за счет переменных давлений, колебаний частиц жидкости в ультразвуковом поле, вторичных акустических явлений - радиационных сил, звукового ветра , кавитации и ультразвукового капиллярного эффекта. Первостепенную роль при этом играет кавитация. При захлопывании кавитационных пузырьков образуются кумулятивные микроструи жидкости (скорость которых достигает сотен метров в секунду) и ударные волны. Под действием ударных волн и высокоскоростных микроструй происходит интенсивное разрушение пленки загрязнений (твердой или жидкой) и ее отделение от поверхности. Кавитация же обеспечивает интенсивное эмульгирование и диспергирование отделившихся частиц загрязнений. [c.666]

Кроме чисто механического разрушения пленок загрязнений, кавитация и акустические течения интенсифицируют процессы эмульгирования и растворения, сопутствующие очистке. Акустические течения способствуют выносу загрязнений и улучшают обмен моющего раствора в зоне очистки, радиационное давление наряду с кавитацией (но в значительно меньшей степени) способт ствует разрушению загрязнений. Экспериментальные исследования ультразвуковых кавитационных полей [11], произведенные с помощью скоростной киносъемки, наглядно показали, кто кавитационные пузырьки являются главным фактором, разрушающим поверхностные пленки загрязнений. [c.13]

Большое внимание уделяется акустическим и электрическим явлениям, сопровождающим трение и износ [29—32, 115, 116]. Участки фактической площади контакта металла при трении де-<формируются и являются источниками механических колебаний. Последние изменяют электрические характеристики контактирующих металлов. К явлениям износа в зонах трения относятся также жавитационная эрозия, кавитационно-абразивная эрозия, ультра-. звуковая и электрическая эрозия, а также фреттинг-коррозия ХЗЗ, 115]. Кавитационная и кавитационно-абразивная эрозия, свя- занная с образованием и разрушением в потоке жидкости парогазовых пузырьков (каверн), а во втором случае — также с движением в жидкости твердых частичек (механических примесей в присадках, микрочастичек металла и т. д.), а также ультразвуко- [c.100]

В качестве материалов для акустических трансформаторов наибольшее применение находят сталь различных марок, иногда латунь и другие цветные металлы. При выборе материала для изготовления акустических трансформаторов необходимо учитывать значительные механические напряжения, вызывающие усталостное разрушение металла, а также возможное воздействие агрессивных сред. Агрессивность среды оказывает значительное влияние на кавитационную стойкость металлов, особенно некоррозионно стойких. Например, акустический трансформатор из углеродистой стали 45 (по данным Ю. И. Китайго- [c.55]

Обычно применяемые химические, гальванические, лаковые и некоторые другие покрытия не обеспечивают даже кратковременную защиту тpa н -форматора нз углеродистой стали от кавитационного разрушения. Поэтому практически наиболее приемлемым материалом для акустических трансформаторов является нержавеющая аустенитная сталь марки 1Х18Н9Т, обладающая высокой коррозионной стойкостью (1-й балл по шкале ГОСТ 5272-50). Эта сталь даже при длительной эксплуатации не разрушается под действием кавитации и коррозии. [c.55]

Величина ускорения, необходимая для разрушения материалов, достигается лишь в случае прямого удара инструмента по частице абразива, лежащей на обрабатываемой поверхности. При этом могут наблюдаться разрушения двух типов выкрашивание размельченного материала непосредственно под частицей абразива и образование трещин, приводящих к выкалыванию частиц материала, имеющих размеры порядка размера абразивных зерен. В образовавшиеся трещины устремляются кавитационные пузырьки, способствующие отделению отколовшегося кусочка от массы материала. Далее этот кусочек выносится акустическим течением. Съем материала увеличивается с возрастанием амплитуды колебаний, которая практически должна быть не менее 0,02 мм (обычно 0,04—0,10 мм). Эти соображения гфивели к выбору сравнительно низких частот (17—30 кгц), позволяющих при меньших [c.165]

Для изготовления акустических устройств для передачи колебаний (трансформаторов) применяют главным образом сталь, иногда латунь и другие цветные металлы. При выборе материала необходимо учитывать значительные механические напряжения, вызывающие усталостное разрушение металла, а также возможность воздействия агрессивных сред, которые оказывают значительное влияние на кавитационную стойкость металлов, особенно некоррозионностойких. Практически наиболее приемлемым материалом для акустических трансформаторов является нержавею-42 [c.42]

В тех случаях, когда необходимо произвестп акустическую обработку большего объема, мы вынуждены использовать эти излучатели, но принимать меры для устранения имеющихся недостатков. Так, для согласования внутреннего сопротивления акустического излучателя с внутренним сопротивлением среды н защиты его от кавитационной эрозии между излучателем и средой помещаются так называемые согласующие пластины или концентраторы различной конструкции. Для уменьшения экранирования поверхности излучателя кавитационным облаком и увеличения эрозионной активности кавитационных пузырьков применяется повышенное статическое давление. На рис. 3.22 показано разрушение металлической фольги кавитационными пузырьками по глубине ванны. Как видно из рисунка, при нормальном давлении разрушение фольги происходит только у поверхности излучателя. При повышении статического давления фольга разрушается по всей высоте ванны. [c.61]

Рассмотрим механизм разрушения частиц в случае, когда их размер меньше размеров кавитационного пузырька. Процесс протекает следующим образом. В результате флотации пульсирующим кавитационным пузырьком, частицы собираются у его поверхности и подвергаются воздействию ударных волн. В первую очередь разрушаются выступы и углы на поверхности частицы. На микрофотографии исходной суспензии гипса, отображающей акустическое воздействие через 30 и 120 мин (рис. 4.15), видно, что происходит как бы обкатывание частии. и они приобретают округлую форму. Анализ фотографий показал также, что прн акустическом дисиергировании раскалывания частиц суспензии на более или меиее крупные куски не происходит. Верхние слои частицы под действием ударных волн как бы отшелушиваются. Получающиеся при акустическом диспергировании частицы имеют весьма малые размеры и часто образуют агпегаты (белые пятна на микрофотографии). [c.101]

Характер разрушении, происходящих в этом случае, показан на рис. 4.19. На рис. 4.19, а показана микрофотография иоверхиости титанового сплава до воздействия акустических колебаний, на рис. 4.19,6 — та же поверхность после непродолжительного воздействия, я на рис. 4.19, в — после длительного акустического воздействия. На рис. 4.19,6 ясио видны следы, оставленные движущимися кавитационными пузырьками — цепи лунок, образовавшихся при ударе микроструек жидкости о твердую поверхность при ка дом захлопывании пузырька. Проведенные измерения показали, что диаметр образовав- [c.106]

Интенсификация теплообмена под действием эффектов второго порядка также приводит к увеличенюо теплообмена в де-ся тки раз. Однако существует большая трудность в создании акустических условий, при которых эффекты второго порядка достаточно развиты во всем объеме теплообменного аппарата. Вследствие этого такой режим воздействия целесообразнее в том случае, когда необходимо локальное повышение теплообмена. Например, акустическое воздействие на начальные участки теплообменной поверхности при противоточном теплообмене. Наряду с увеличением теплообмена происходит разрушение накипи на поверхности теплообмена кавитационными пузырьками, возникающими в жидкости при таком режиме воздействия. [c.147]

При использовании акустических колебаний в процессе растворения, когда кавитационное разрушение играет положительную роль, особенно при растворении труднорастворимых продуктов, необходимо применять аппараты с цилиндрическими магнитострикционными преобразователями. Эффективность применения таких аппаратов в процессе растворения хорошо иллюстрируется рис. 6.3, где показана кинетика дорастворения комков ксантогената целлюлозы в вискозе после предварительного растворения в течение трех часов. Средняя фильтруемость вискозы через фильеру при механическом перемешивании составляет 55 с, при акустическом дорастворении — всего лишь 17 с. [c.155]

Ультразвуковое удаление заусенцев (УЗУЗ) основано в основном на абразивном и кавитационном разрушении заусенцев как наиболее слабого звена заготовки, являющегося местом наибольшего сосредоточения кавитацион ных пузырьков [19, 26, 33, 571. Свободное перемешивание обрабатываемых заготовок и абразивных зерен в рабочей жидкости является необходимым условием реализации процесса. Способность заготовок удерживаться во взвешенном состоянии под воздействием акустических течений зависит от соотношения их массы М и площади [c.623]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология