Звуковые колебания

Ультразвуковые колебания — это механические колебания с частотой, превышающей частоту звуковых колебаний (от 15 до 20 тысяч колебаний в секунду). При ультразвуковых колебаниях частоты достигают порядка тех, которые используются в радиотехнике. Эти высокочастотные механические колебания были получены и изучены Ланжевеном. Кроме весьма интересного физиологического действия—умерщвления различных организмов, эти ультразвуковые волны могут вызывать интенсивное коллоидное диспергирование одной фазы в другой. Так, например, если какая-нибудь грубая суспензия будет приведена в достаточно сильное ультразвуковое колебание, дисперсная фаза измельчится до коллоидных размеров. [c.13]

Часть пространства, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. Любая точка звукового поля характеризуется определенным давлением и скоростью движения частиц воздуха. При звуковых колебаниях среды (например, воздуха) элементарные частички ее начинают колебаться относительно начального своего положения. Скорость этих колебаний и намного меньше скорости распространения звуковых волн в воздухе с. Во время распространения звуковых колебаний в воздухе появляются области разрежения и области повышенного давления, которые н определяют величину звукового давления р как разность давления в возмущенной и невозмущенной воздушной среде. [c.98]

Ортокинетическая коагуляция. При пропускании стоячих звуковых волн через газ, содержащий облако пыли, частицы в зависимости от их размера и частоты колебаний могут колебаться вместе с газом, если частота звуковых колебаний невелика, и будут отставать, если частота увеличивается. При очень высоких часто- [c.520]

Описаны опыты [220] по абсорбции СОз водой в аппарате с сплощным барботажным слоем, которому сообщались колебания частотой 20—2000 гц. Опытами установлено существование для каждой высоты слоя некоторых частот, соответствующих пикам объемного коэффициента массопередачи. Наибольшее влияние колебаний при высоте слоя 0,15 м отвечает частоте 125 гц (увеличение Ко на 70%) при больших высотах слоя пики уменьшаются и сдвигаются в сторону более низких частот. Определения формы и размера пузырьков, а также газосодержания слоя показали, что воздействие звуковых колебаний сводится к повышению газосодержания и увеличению поверхности контакта фаз. Коэффициент массопередачи, отнесенный к единице поверхности, при озвучивании уменьшается. [c.608]

По нашему мнению, целесообразно различать понятия фильтрование и фильтрация , обозначая первым из них процессы разделения суспензий и других неоднородных систем в промышленных и лабораторных условиях, а вторым — процессы движения жидкостей и газов через пористые грунты в природных условиях. По аналогии термины фильтрование или фильтрация применяют к процессам разделения лучей, переменных токов и звуковых колебаний, т. е. к процессам, для осуществления которых вместо пористой среды используются соответствующие физические приборы. Однако неправильно называть фильтрованием процесс разделения аэрозолей посредством осаждения твердых частиц или капелек жидкости в электростатическом поле электрофильтров. Поскольку для проведения этого процесса пористую перегородку не применяют, его следует называть электростатическим осаждением. [c.9]

Весьма эффективным способом обезжиривания является обработка изделий слабощелочными растворами моющих средств и органическими растворителями с применением высокочастотных звуковых колебаний — ультразвуковая очистка. При обезжиривании с применением ультразвука скорость и полнота очистки значительно повышаются. Этот способ получил широкое распространение при очистке очень мелких или сложных по конфигурации деталей, узлов точных приборов, медицинских инструментов и т. д. [c.370]

Р. Д. Морс установил, что звуковые колебания с частотой от 50 до 500 Гц и интенсивностью выше 111 дБ обеспечивают устойчивое псевдоожижение порошков с частицами размером от 2 до 1000 мкм и плотностью от 1200 до 2700 кг/м [c.162]

После введения сажи в ту же воронку постепенно вливают 10 мл рабочей смеси поверхностно-активного вещества ОП-10. Воронку закрывают крышкой, и ее содержимое подвергают диспергированию действием звуковых колебаний рабочей частоты 15 кгц. Для получения устойчивой водной суспензии сажи воздействие ультразвуковых колебаний в жидкой среде продолжается в течение 10 мин для саж марок ДГ-100, ДМГ-80, ПМ-75 и ПМ-50 и в течение 5 мин для всех остальных марок. [c.223]

Достоинство компрессоров сухого сжатия — нагнетание газа без загрязнения продуктами смазки. Недостатки — высокий уровень шума сравнительно небольшое повышение давления в одной ступени (ес4). Шум винтового компрессора вреден для здоровья главным образом вследствие высокой частоты звуковых колебаний (200—2000 Гц), что определяется числом зубьев и частотой вращения роторов. Звуковые колебания более высоких частот менее интенсивны. Для уменьшения шума винтовые компрессоры снабжают поглощающими и резонансными глушителями, укрывают звукоизолирующими кожухами. [c.261]

Звуковые колебания, или волновые процессы, как отмечают ряд авторов [1,2,3,4], воздействуют на химико-технологические процессы через так называемые эффекты первого (частота, интенсивность и скорость акустических колебаний) и эффекты второго порядков, т.е. нелинейные эффекты, развивающиеся в жидкости при распространении мощных акустических волн. К эффектам второго порядка относятся кавитация (разрыв оп юшно-сти жидкости), волновые течения (звуковой ветер), пульсация газовых пузырьков и др. [c.5]

Физическая природа звука едина. Отличие в частотных характеристиках. Большинство закономерностей, характерных для звуковых колебаний, может быть перенесено и на ультразвуковые колебания. Поэтому в дальнейшем будут употребляться термины волна, волновые процессы. Нет существенной физической разницы между, например, ультразвуком и слышимым звуком. Хотя полного тождества между звуком и ультразвуком провести нельзя, так как с повышением частоты изменяется ряд свойств упругих колебаний и, соответственно, их воздействие на вещества. [c.5]

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]

Для анализа условий труда следует изучить метеорологические условия в цехе (температура, влажность, чистота, скорость движения и давление воздуха) освещенность характер и интенсивность звуковых колебаний и вибрации режим труда и отдыха рабочих (графики сменности, частота и продолжительность внутрисменных перерывов) эстетические условия труда (озеленение территории предприятия и цехов, окраска производственных и бытовых помещений, чистота на рабочих местах). [c.112]

При быстро протекающих процессах (а распространение ультразвука в жидкости является именно таким процессом) передача энергии от внешних степеней свободы к внутренним происходит не мгновенно, а занимает некоторый промежуток времени т. Если период звуковых колебаний мал или сравним с ним, то энергия от внешних степеней свободы не будет успевать передаваться внутренним степеням, за счет чего должна происходить дополнительная потеря энергии звуковой волны. Эта дополнительная потеря энергии не может быть учтена в рамках классической теории поглощения звука, поскольку она исходит из основных уравнений механики сплошных сред, где игнорируется атомистическая структура вещества. [c.455]

Ультразвуковой метод. Звук, распространяясь в жидкости, приводит к небольшим периодическим флуктуациям температуры и давления. Реакция, равновесие которой зависит от температуры или давления, а время релаксации сравнимо с периодом возмущения, будет поглощать энергию. Поглощение звука в жидкости подчиняется закону P = Pae ° , где Р и Р — амплитуда на расстоянии и начальная амплитуда звукового колебания а—коэффициент поглощения на 1 см. Коэс ициент поглощения на длину волны г = аХ=2ла /со, где А, и, со—длина волны, скорость и угловая частота (радиан-с 1), л зависит от со и времени релаксации т следующим образом [c.295]

Из приведенного графика (рис. 1.17) видно, что максимальное температурное разделение (Ato = 6,5°С) в трубке Г-Ш получается тогда, когда 20% нагретого газа выводится из трубки через вентиль (3) в ее торце. Использование трубки для охлаждения в таком виде малоэффективно, что обусловлено, главным образом, трудностями в выделении охлажденного потока из общей массы газа, прошедшего через сопловой ввод. Для случая нагрева в тонкостенной плохо проводящей тепло трубке с //d = 34 температура газа в полости трубки может на сотни градусов превышать температуру торможения возбуждающего потока. В работе [21] отмечается, что при степени расширения л = 5 и температуре перед сопловым вводом 20°С в конце трубки воздух нагревался до 500°С, а при наличии пыли, взвешенной в воздухе, отмечали температуры до 1000°С. Основной эффект нагрева в данном устройстве осуществляется за счет ударно-волно-вых процессов. При обтекании газовым потоком цилиндра более резкое снижение температуры обусловлено, кроме сказанного, значительными перепадами давления, затрачиваемого на сужение и расширение потока, созданием неустойчивого течения за цилиндром. Возникающие при этом пульсация, циркуляционные вихри, находящиеся в состоянии тепло- и массообмена с основным потоком, обусловливают большее понижение температуры по сравнению с обтеканием пластины. Необходимо отметить, что излучение звуковых колебаний в окружающую среду имеет место и в вихревой трубе. Кроме того, экспериментально доказано, что в вихревой трубе течение неустойчиво и возникают регулярные колебания давления. Нами было показано, что низкочастотные колебания являются следствием процеСсионного движения вынужденного вихря вокруг геометрической оси камеры закручивания. [c.32]

Ультразвуковой метод обработки газов и жидкостей [5.2, 5.55, 5.58]. Метод основан на воздействии ультразвуковых колебаний на системы Г — Т, Ж —Т, Ж1 — Жг, Г — Ж. Под действием ультразвука получают устойчивые эмульсии двух несмешивающих-ся жидкостей, измельчают твердые тела, повышая дисперсность частиц и устойчивость суспензий, диспергируют жидкость в газе с образованием тумана из частиц диаметром 0,5—5 мкм. В то же время воздействие звуковых колебаний на дисперсные системы (дымы, пыли, туман и т. д.) при определенных условиях приводит к быстрой коагуляции аэрозолей и взвесей с образованием осадков. Ультразвуковые волны при прохождении через жидкость способствуют ее дегазации и ускоряют диффузионные процессы. В 3—4 раза ускоряются сорбционные процессы при ионообменной [c.483]

Коагуляция аэрозолей и осаждение аэрозольных частиц. Аэрозоли — неустойчивые дисперсные системы, в которых интенсивное броуновское движение вызывает уменьшение концентрации частиц. Они не имеют факторов стабилизации, характерных для лиозолей. Однако во многих случаях скорость их естественной коагуляции недостаточна, а распределение частиц в пространстве нежелательно. Это в первую очередь относится к отходящим газам промышленного производства. Для очистки газов увеличивают число соударений частиц, применяя звуковые колебания частотой 1—10 кГц. Иногда скорость коагуляции повышают, вводя в систему с газовой дисперсной фазой другой аэрозоль с более крупными частицами. Крупные частицы служат ядрами конденсации, на которых скапливаются мелкие частицы коагулируемого аэрозоля. [c.190]

Следует также упомянуть об использовании потенциалов течения при конструировании так называемых электрокинетических датчиков для регистрации и передачи звуковых колебаний в жидкости. [c.8]

В теории Дебая спектральная функция определяется следующим образом. Принимается во внимание, что для колебаний с низкими частотами (большими длинами волн) дискретность кристалла несущественна и его можно рассматривать как непрерывную среду. Делается допущение об изотропности этой среды, речь идет о спектральной функции упругих (звуковых) колебаний непрерывной изотропной среды. Для колебания, распространяющегося со скоростью с в данном направлении в объеме V, эта функция имеет вид [c.187]

Известно, что затухающие звуковые колебания можно представить как результат суперпозиции множества гармонических, т. е. монохроматических, звуковых волн (фононов). Математически это можно сформулировать, разлагая адиабатические флуктуации плотности [c.141]

Классическая физика основывается на двух понятиях — частица и волна. Частицы характеризовались координатой и траекторией. Эта траектория движения частицы в каком-либо поле с учетом взаимодействия между частицами может быть вычислена на основе решения уравнений классической механики, например уравнений Ньютона. Колебания (волны) в отличие от частиц не сосредоточены, а распределены в некотором объеме, где происходят периодические изменения во времени какой-либо характеристики. В звуковых колебаниях в жидкостях и газах меняется плотность, в электромагнитных — электрическое и магнитное напряжение. Критериями принадлежности данного явления к понятиям частицы или волны служили исследования процессов интерференции и дифракции. Их наличие считалось доказательством волнового характера процесса. [c.298]

Разница частот в 11 порядков указывает на различную физическую сущность частот собственных колебаний элементарных частиц и частот колебаний многоатомных систем. Так, твердое макроскопическое тело, например, к иисртон, настроенный на ноту ля первой окгавы, звучит с частотой всего 440 Гц (хотя это и не электромагнитные, а звуковые колебания). Поэтому необходимо говорить об иерархии частотных уровней, причем физическая сущность частот каждого из уровней различна. Тела, состоящие из большого числа атомов, могут иметь иерархию структурных, энергетических и иных уровней материальной субстанции, с каждым из которых связана частота собственных колебаний или, иными словами, свой частотный уровень. [c.69]

Работы по применению звуковых колебаний и вибраций для абсорбции не вышли пока из поисковой стадии. [c.608]

Наряду с генерированием тепла при трении имеются и другие превращения энергии возбуждение электрических и магнитных полей, образование термотоков, появление звуковых колебаний. Однако их энергоемкость мала. В зависимостн от условий трения преобразование энергии имеет разную природу, а энергия может концентрироваться в различных частях трибосистемы. Так, если при жидкостном (гидродинамическом) трении энергетические преобразования сосредоточены в слое смазки, то в условиях граничного трения они протекают в тонких поверхностных слоях смазочного материала и тончайших (толщина 10- —10 см) слоях металла. Их сочетание играет роль третьего тела в трибосопряжении. [c.248]

Для компенсации потери напора внутри аппаратов устанавливают насосы, которые одновременно поддерживают турбулентный режим движения раствора, необходимый для снижения концентрационной поляризации. Турбулентность потока можно развивать также вращением ТФЭ в аппарате, пульсацией потока разделяемой смеси, наполнением напорных каналов микросферами или пористым когерентным материалом, формоизменением напорного канала ТФЭ по длине и т. д. С целью снижения концентра-циоиной поляризации рекомендуется в разделяемую смесь добавлять активный уголь, акриловую кислоту, а также прикладывать к мембране звуковые колебания низкой или инфравысокой частоты. [c.139]

Конструкция звуковой агломерирующей установки чрезвычайно проста. Источник звуковых колебаний большой интенсивности помещают на одном конце агломерационной камеры, через нее пропускаются очищаемые гйзы, агломерированные частицы или капли затем улавливают в циклоне (на рис. Х1-7 показаны две типичные схемы размещения). По первой схеме газы движутся по направле- [c.531]

Типичное оборудование, используемое в лабораторной практике, показано на рис. 1.17. К кварцевой или керамической пластине подводят электрод, через который ей сообщают напряжение до 5000 в высокой частоты. Пластина погружена в трансформаторное масло, выполняющее роль электрического изолятора высокого напряжения и передающего механические колебания среде. Пластину крепят с помощью обода таким образом, чтобы рабочие поверхности имелп наибольшую полезную площадь. Частота электрического поля регулируется для достижения резонанса с пластиной. Фонтан масла над работающей пластиной представляет собой ультразвуковое поле. Жидкость, которую собираются эмульгировать, помещают в этот фонтан в специальном сосуде с акустическим окном. В качестве последнего обычно используют тонкий металлический или пластмассовый лист, который служит основанием (дном) сосуда. Звуковые колебания проходят сквозь акустическое окно и вызывают эмульгирова- [c.46]

Изменение частоты влияет па производительность эмульгирования, но не вызывает обращения эмульсий. Более низкие частоты, как правило, оказываются более выгодными для эмульгирования. При 5 Мгц эмульгирование происходит лишь при очень больших интенсивностях. Чем ниже частота, тем меньшая интенсивность звука требуется. Однако при частоте <20 кгц звук становится слышимым, поэтому ниже этой частоты звуковые колебания большой хтнтенсив- [c.54]

Влияние ультразвуковых (звуковых) колебаний и механических вибраций. Эффект, аналогичный механическомуХперемеши-ванию, может быть достигнут при применении ультразвука, в частности при абсорбции плохо растворимых газов [218—220]. В опытах по абсорбции СО2 водой [219] скорость абсорбции при увеличении интенсивности ультразвука (частота 800 кгц) от 1 до 2 вт/см резко возрастала в момент появления тумана и брызг, что было объяснено увеличением поверхности контакта фаз. При интенсивности 3 вт/см скорость абсорбции оказалась примерно такой же, как при вращении четырехпропеллерной мешалки со [c.607]

Для эффективного действия (вуковой кавитации время рэлеевского схлопывания пузырька должно быть меньше полпериода (/,,(7 /2), при значительном увеличении амплитуды звуковых колебаний возрастает максимальный радиус пузырька / , и он не "успевает" схлопнуться за половину периода. Аналогичный эффект получается и при очень высоких частотах (выше 10 МГц), т.к. при этом весьма мал период колебаний. [c.9]

В настоящее время удается возбуждать ультразвуковые волны с частотами порядка десятков миллиардов герц. Так как скорость распространения звука в воздухе (и = 20У Т м1сек, где Т — абсолютная температура) при обычных условиях составляет около 340 м/сек, длины подобных ультразвуковых волн меньше длин волн видимого света. Подобно последнему, ультразвуковые волны можно собирать и направлять на определенные объекты при помощи рефлекторов. Энергия звуковых колебаний растет пропорционально квадрату их частоты. Уже имеются установки, способные создавать интенсивности ультразвука более 100 каг/сж. [c.590]

Если на пластинку, вырезанную определенным образом из кристаллов кварца, наложить переменное электрическое поле, то она начнет периодически сжиматься и расширяться, благодаря чему в воздухе или другой среде возникнут ультразвуковые колебания. Частота их может значительно превышать частоту звуковых колебаний и достигать сотен миллионов герц. Ультразвуковые колебания не воспринимаются человеческим ухом, но обладают важными свойствами. Они ускоряют многие химические реакции, разрушают многие сложные молекулы, эмульгируют несмешивающиеся жидкости. Ультразвук используют для ло1сационных целей, обнаружения дефектов в толстых металлических изделиях. В радиотехнике пьезокварц применяют для стабилизации электрических колебаний. Пьезоэффект используют в устройстве звукоснимателей и в различных измерительных приборах. [c.366]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология