Кавитация ультразвуковая

Для ультразвуковых ванн, работающих в диапазоне частот 18—22 кГц, распределение частотного спектра охватывает полосу до 40-й гармоники, но наибольшая спектральная плотность кавитационного шума соответствует полосе частот до 20-й гармоники частоты возбуждения /о- Характерный спектр кавитации ультразвуковых ванн приведен на рис. 2, где отчетливо видны как составляющие линейчатого спектра, та и сплошной спектр шумов [19]. [c.15]

Рис. 2, Спектр кавитации ультразвуковой ванны

Агранат Б. Д., Башкиров В. И., Китайгородский Ю. И. Использование избыточного статического давления для управления процессом ультразвуковой кавитации. — Ультразвуковая техника , 1966, № 1. [c.182]

Рассмотренные механизмы кавитации, учитывающие поведение одиночных пузырьков, характеризуют явления при удельной акустической мощности 2-3 Вт/см2, лишь немного превышающей кавитационный порог. С увеличением амплитуды смещения ультразвукового излучателя выше 10-15 мкм на частоте 20 кГц удельная акустическая мощность в водной среде достигает 12-15 Вт/см , и характер кавитации в объеме существенно изменяется. Это послужило основанием для введения понятий высокоамплитудной (> 10 мкм) ультразвуковой обработки [25] и второго порога кавитации, наступающего при равенстве колебательной скорости излучателя скорости звука в кавитирующей жидкости [26]. [c.61]

Измельчение твердых тел может происходить в результате воздействия на них ударных волн в жидкости (электрогидравлический эффект) и ультразвуковой кавитации, а также при использовании твердых магнитных тел, возбуждаемых переменными магнитными полями. Принципиально можно дробить твердые тела, создавая термические напряжения пучками электромагнитного излучения СВЧ диапазона или лазерным лучом. [c.111]

Использование ультразвуковой кавитации дает возможность проводить высокоэффективное диспергирование твердой фазы в жидкую. Механизм диспергирования исследован применительно к процессам очистки и эрозии в работе [9] развиты предс.тавления об ультразвуковом диспергировании-в различных условиях Не рассматривая всех деталей процесса, поскольку ряд аналогичных вопросов рассмотрен применительно к ультразвуковому эмульгированию, укажем, что размеры получаемых дисперсий определяются амплитудно-частотными характеристиками воздействия и свойствами материала. Поэтому ультразвуковое диспергирование на частотах порядка 20 кГц дает частицы микронных размеров. [c.118]

При переходе различных по принципу действия эмульгаторов в кавитационный режим кавитация становится определяющим фактором. Это было доказано сопоставлением дисперсности эмульсий и акустических спектров мешалки, струйного смесителя и ультразвукового излучателя. Результаты эмульгирования трансформаторного масла в воде при 293 К без дополнительных эмульгаторов приведены в табл. 6.1. Спектры (рис. 6.5, а) снимались с использованием полосовых анализаторов, а кривые распределения (рис. 6.5, б) - по микрофотографиям. Введем в качестве первого параметра, характеризующего излучение, относительную ширину спектра [c.123]

Для выяснения роли кавитации в ультразвуковом капиллярном эффекте были проведены опыты, в которых изучалось прохождение пучка света через кавитационную область в фазе разрежения и сжатия. Интенсивность прошедшего пучка в фазе разрежения оказалась на 20% меньше, чем в фазе сжатия. Это можно объяснить тем, что объем кавитационных пузырьков в фазе разрежения больше, чем в фазе сжатия. Вместе с тем в фазе разрежения у входа в капилляр поток направлен из капилляра наружу, а в фазе сжатия - в обратном направлении, т. е. в капилляр. Это означает, что кавитационные пузырьки больше препятствуют вытеканию, чем втеканию, создавая дополнительный эффект асимметрии. [c.130]

Приведенные факты указывают на то, что собственно кавитация не является источником постоянного давления, создающего ультразвуковой капиллярный эффект. Для окончательного разграничения кавитационных и гидродинамических явлений в обсуждаемом эффекте необходимы эксперименты с амплитудами колебательных скоростей в жидкости, при которых наступает кавитация, но в ее отсутствие. [c.131]

Так как в промышленном оборудовании обычно трудно применять метод вибрации поверхностей, предлагается альтернативный метод с использованием вибрации жидкости вблизи нагреваемой поверхности. Генераторы, возбуждающие вибрации, характеризуются широким спектром — от прерывателей потока до пьезоэлектрических преобразователей и, таким образом, покрывают интервал частот от пульсаций в 1 Гц до ультразвука в 10 Гц. Довольно много исследований посвящено изучению воздействий акустических колебаний на теплоотдачу от горизонтальных цилиндров к газам. Увеличение средних коэффициентов теплоотдачи наблюдалось только при интенсивности колебаний свыше 140 дБ, которая намного выше интенсивности, безопасной для человеческого слуха. Обычно максимальное увеличение теплоотдачи достигало 100— 200%. При наличии подходящих конструкций ультразвукового преобразователя возможно на несколько сот процентов улучшить теплоотдачу от простых нагревателей, погруженных в жидкости. Обычно преобладающим механизмом интенсификации теплообмена в данном случае становится кавитация. В качестве примера можно привести работу [12], в которой изучалось влияние ультразвуковых вибраций на теплоотдачу к воде. Описанное максимальное увеличение коэффициента теплоотдачи составляло 500%, однако в дегазированной воде было отмечено очень маленькое улучшение процесса. В общем же при конструировании систем, передающих вибрации на большие поверхности, возникают значительные трудности. [c.323]

Из всего сказанного можно сделать вывод, что характер ультразвукового эмульгирования, как мы его сегодня понимаем, заключается одновременно и в кавитации, и в нестабильности поверхностных волн. Именно этим дуализмом можно объяснить разнообразные явления, наблюдающиеся при эмульгировании. По-видимому, в различных условиях эксперимента проявляются либо кавитация, либо нестабильность. Оба эти механизма дополняют друг друга. [c.53]

Уже в первых опытах по ультразвуковому эмульгированию отмечалось влияние на процесс внешнего давления и наличия в жидкости растворенных газов. Легкие жидкости, такие как вода, спирты, масла, не образуют эмульсии, если внешнее давление <4 am или жидкости полностью дегазированы. Возможно, это связано с тем, что при таких условиях не возникает и кавитация. Однако в случае ртути и других тяжелых жидкостей при тех же условиях эмульсия образуется. По-видимому, здесь проявляется иной механизм эмуль-тирования . [c.55]

Флип г. Физика акустической кавитации. В кн. Методы и приборы ультразвуковых исследований, под ред. У.Мазани, т.1, ч."К", М. Мир, 1967, с.П8. [c.81]

Бактерицидное действие ультразвука связано с его способностью образовывать вокруг объектов, находящихся в воде, полости из ничтожного размера пузырьков, которые изолируют объекты от окружающей среды, создавая вокруг них местные давления в десятки тысяч атмосфер,— явление ультразвуковой кавитации. Резкая смена физического состояния жидкости, происходящая с частотой ультразвука, действует разрушающе на вещества, находящиеся в ультразвуковом поле. [c.166]

Высокой дисперсности можно достичь ультразвуковым диспергированием. Диспергирующее действие ультразвука связано с кавитацией — образованием и захлопыванием полостей в жидкости. Захлопывание полостей сопровождается появлением кавитационных ударных волн, которые и разрушают материал. Экспериментально установлено, что дисперсность находится в прямой зависимости от частоты ультразвуковых колебаний. Особенно эффективно ультразвуковое диспергирование, если материал предварительно подвергнут тонкому измельчению. Эмульсии, полученные ультразвуковым методом, отличаются однородностью размеров частиц дисперсной фазы. [c.14]

Ультразвуковое диспергирование связано с явлениями кавитации (см. с. 14) и образования поверхностных волн при периодическом ускорении одной жидкости относительно другой, сопровождающим это явление. Быстрое захлопывание полостей происходит в дисперсионной среде вблизи жидкости, образующей дисперсную фазу, В результате этого струи жидкости устремляются к центру захлопывающейся полости и дробятся на мелкие капли. Если ультразвуковая волна движется вдоль границы раздела фаз, то возникают поверхностные волны, при вытягивании которых отрываются мелкие капли. [c.179]

Короткие ультразвуковые волны обладают рядом интересных свойств. Они разрушают многие сложные молекулы, убивают мелких рыб, стимулируют прорастание семян, позволяют получать устойчивые эмульсии, вызывают протекание некоторых химических реакций. Основной причиной всех этих эффектов являются резкие местные колебания давления и температуры, обусловленные быстропеременным возникновением и исчезновением пустот ( кавитаций ) в подвергаемой действию ультразвука среде. [c.590]

Широко применяют в настоящее время ультразвуковой метод, в котором диспергирование происходит за счет разрывающих усилий. Они возникают как вследствие чередующихся локальных сжатий и расширений в жидкости при прохождении волны, так и вследствие кавитаций, т. е. образования и спадения полостей, заполняемых растворенным в жидкости газом. Резкие локальные изменения давления, порядка тысяч атмосфер, происходящие за ничтожно малые промежутки времени (10 —10 с) приводят к разрыву не только жидкостей, но и твердых тел. Таким путем получают органозоли легкоплавких металлов и сплавов, гидрозоли серы, гипса, графита, различных полимеров (крахмала, нитроклетчатки), гидроокисей металлов и т, д. [c.21]

Длительное воздействие кавитации может вызвать разрущение не только поверхностной пленки, но и поверхности металла, особенно если в жидкости содержится взвесь абразивного порошка. В этом случае к разрушительному действию кавитационных пузырьков добавляются удары абразивных частичек. Таким путем можно осуществлять ультразвуковое шлифование, при котором со всей поверхности изделия снимается одинаково тонкий слой металла. [c.373]

Эрозионные испытания проводились в синтетической морской воде, а для создания кавитации использовался ультразвуковой рупор с частотой 20 кГц и амплитудой смещения 0,025 мм. Хорошей стойкостью к эрозионному разрушению обладали только бериллиевые покрытия на медных сплавах. Их стойкость была сравнима со стойкостью сплава 718 и выше, чем у нержавеющей стали 316. [c.197]

Интенсификация теплообмена в капельных жидкостях под действием звуковых и ультразвуковых колебаний отмечалась в работах [40, 49, 83, 89, 146, 154, 185]. Тепловой поток повышался в 1,3—5,5 раза. Однако в общем случае, прежде чем достигается такое повышение теплового потока, возникает кавитация. [c.657]

При работе в области повышенных частот либо в полностью дегазированных жидкостях, когда появление кавитационного эффекта и соответственно деструкция макромолекул вследствие механогидравлических явлений маловероятны, рядом авторов все же получены данные, подтверждающие крекинг полимеров [39—41]. Присоединяясь к этим авторам, Мостафа [56] и Пенни-рас [42] высказали мнение, что в отсутствие кавитации ультразвуковой крекинг является резонансным эффектом ультразвуковых колебаний и колебаний валентных связей. [c.227]

Ag, 3 также различных масел и парафинов. Механизм эмульгирования эти авторы объясняли большими силами ускорения в различных точках. Бонди и К. Золльнер [6] первыми предположили, что основную роль в образовании эмульсий типа М/В в ультразвуковом поле играет кавитация. Систематическое исследование механизма ультразвукового эмульгирования было выполнено С. А. Недужим [17]. [c.122]

В. Г. Баранцев и В. Н. Моторин (Московский лесотехнический институт) на основании проведенных экспериментов предположили, что акустическая кавитация в жидкости приводит к срезанию части амплитуды ультразвуковой волны во время фазы разрежения, что приводит к появлению средней (постоянной) составляющей в давлении около устья капилляра. [c.129]

В режиме кавитации скорость зародыщеобразования в растворах сильно возрастает. Чалмерс [3] предположил два механизма зарождения центров кристаллизации в ультразвуковом поле в режиме кавитации понижение температуры стенки пузырька при его расширении и сдвиг температуры плавления, вызываемый ударной волной. Подробное обсуждение этих механизмов приводится в работе Р. Хиклинга [8]. [c.148]

Флин Г. Физика акустической кавитации в жидкостях/Методы и приборы ультразвуковых исследований Пер. с англ. М. Мир, 1967. 362 с. [c.199]

Поскольку НДС в точке фазового перехода второго рода характеризуются аномально высокой чувствительностью к наличию градиентов силовых нолей, в качестве воздействия, управляющего карбонизуемой нефтяной системой в окрестностях точек фазового перехода, мы предлагаем использовать ультразвуковое поле. Известны такие эффекты ультразвукового воздействия, как звуковое давление, ускорение процессов диффузии и теплопередачи, кавитация, химические эффект ы (сонолиз), усиление процессов диспергирования и коагулирования неоднородных систем, капиллярный эффект и др. Подбирая частоту и иитенсивность УЗ-излучения, можно усиливать те или иные эффекты. [c.25]

Процесс дегазации жидкости производят с помощью технических агрегатов, работа которых основывается на явлениях термического или адиабатического расширения, вакуумирования, ультразвуковой кавитации, десорбции, специ-ал ,н 51х химических методов. Оборудонание, используемое для этих ггроцессов, не всегда является эффективным. Применение вихревых аппаратов является одним из путей увеличения эффективности дегазации. [c.264]

На то, что ультразвуковое эмульгировацие связано с кавитацией, по-видпмому, указывают сходные зависимости этих двух процессов от таких параметров, как плотность, частота, содержание растворенного газа и иримесей (Недужий, 1965). Приведем здесь основные аргументы. [c.52]

Для исследования изменений физико-хим , ских свойств нефтяного сырья при ультразвуковом воздействии проведено изучение структурно-Г /ппоаого состава углеводородов средних фракций нефти (на прт ере легких газойлей каталитического крекинга ЛШ). Обработка углеводородного сырья ЛШК проводилась в режиме кавитации при частоте 22 кГц длительностью 5 мин. [c.65]

Для исследования изменений, происходящих в физико-химических свойствах нефтяного сырья при ультразвуковом воздействии, проведено изучение структурно-группового состава углеводородов средних фракций нефти (на примере легких гаэоЛЬлей каталитического крекинга ЛШК). Обработку углеводородного сырья ЛГКК проводили в режиме кавитации при частоте 22 кГц длительностью 5 мин. [c.66]

Для исследования изменений, происходящих в физико-химических свойствах нефтяною сырья при волновом воздейсгвии, автором проведено изучение структурно-группового сосчава углеводородов средних фракций нефти (на примере легких газойлей каталитическою крекинга). Ультразвуковая обработка углеводородного сырья проводилась в режиме кавитации при частоте 22кГ ц и длительрюсти 5 мин. [c.29]

Старчевский В.Л., Брезген Ю.Б., Мокрый Е.Н. Кинетические закономерности и механизм окисления альдегидов в ультразвуковом поле. В кн. Акуст.кавитация и применение ультразвука в химической технологии, Славское, 1985, с.87. [c.106]

Ультразвуковое диспергирование является примером использования физических методов измельчения. Ультразвуковые волны с частотой от 20 тыс. до 1 млн. колебаний в секунду получают с помощью пьезоэлектрического осциллятора. Диспергирующее действие ультразвука связано с тем, что при прохождении звуковой волны в жидкости происходят местные быстро сменяющиеся сжатия и растяжения, которые создают разрывающее усилие и приводят к диспергированию взвешенны. частиц. Однако решающую роль играет явление кавитации при чередовании сжатий и разрежений в жидкости непрерывно образук .1Тся и снова спадаются (захлопываются) пустоты (полости). При спадении полостей местно развиваются очень высокие давления. Это вызывает сильные механические разрушающие усилия, способные диспергировать не только жидкости, но и твердые частицы. Таким путем получают высокодисперсные эмульсии и суспензии, в том числе пригодные для внутривенного введения. Кроме того, ири действии ультразвука на коллоидные растворы, эмульсии, суспензии происходит их стерилизация, так как кавитация вызывает разрушение тел микроорганизмов и их спор. [c.416]

Значительный интерес представляет применение ультразвука для очистки изделий. При ультразвуковой очистке важнейшую роль играет кавитация. Природа ее такова. При распространении ультразвуковых колебаний в жидкости, в последней возникают че-редуюш,иеся сжатия и разрежения с частотой проходящих колебаний в момент разрежения происходят местные разрывы жидкости и образуются полости (кавитационные пузырьки) в момент сжатия пузырьки захлопываются, что сопровождается сильными гидравлическими ударами. Таким образом, воздействие кавитации при ультразвуковой очистке связано с разрушающей силой ударной волны, возникающей при захлопывании кавитационных пузырьков. [c.164]

При распространении ультразвуковых волн в жидкости, если их интенсивность достаточно велика, может наступить явление кавитации. Упругие колебания в жидкости вызывают процессы сжатия и разрежения, повышения и понижения давления. При понижении давления сплошность среды нарушается, в ней появляются полости (пузырьки) при повышении давления пузырьки захлопываются, что вызывает появление мгновенных пиков давления, достигающих десятков мегапаскалей. В то же время на поверхности кавитационных пузырьков образуются электрические заряды и поля с напряженностью в сотни В/см. Это может вызвать пробои в пузырьках и ионизацию пропикшнх в нпх паров жидкости. При захлопывании пузырьков ионы попадают в жидкость. Эти процессы могут привести как к чисто механическому воздействию на помещенные в жидкость изделия, так и к ускорению химических реакций, в том [c.371]

Механизм диспергирования твердых тел ультразвуком еще сравнительно мало исследован. Под влиянием ультразвуковых колебаний в системе возникают местные, быстро чередующиеся сжатия и расширения вещества, приводящие к образованию мельчайших полостей— кавитаций, сейчас же исчезающих под влиянием внешнего давления. Эти сжатия, расширения и кавитации разрушают твердую фазу, т. е. диспергируют ее. Следует, впрочем, заметить, что ультразвуковые волны в определенных условиях могут вызывать не только диспергирование, но и коагуляцию, которая происходит в результате скопления частиц в узлах колебаний и движения меньших частиц по направлению к большим. В результате такой коагуляции при диспергировании быстро достигается равновесие, при котором диспергируется столько же вещества, скмько его выпадает из золя в виде осадка, [c.251]

Специфические задачи возникают и в связи с разработкой новых методов бурения. В книге В. Маурера [15] рассмотрены возможности около 25 новых методов расплавление и испарение породы, термическое разрушение, механические воздействия различного происхождения — взрывные, электроимпульсные, ультразвуковые, эрозионные и др., а хдкже химические методы. В этом случае дспояь-зуются фтор, плавиковая кислота и другие высокоактивные растворители. Наиболее перспективными В. Маурер считает эрозионное разрушение, способы, основанные на электрогидравлическом эффекте, взрывной и вызывающий термическое разрушение в результате применения для форсирования горения азотной кислоты. Р. Бобо [12], рассмотревший около 20 новых методов бурения, также считает наиболее перспективным эрозионный метод, при котором жидкая струя имеет средние скорости, но содержит абрааив, или высокоскоростной, использующий воду без абразива, но создающий при истечении давление, способное разрушить породу даже в условиях гидростатического давления жидкости, гасящего кинетическую энергию струи. В большинстве новых методов значительную роль играет среда, заполняющая скважину, которая является переносчиком прилагаемой энергии, источником разрушающих пульсаций (при электрогидравлическом эффекте, электрическом пробое, ультразвуковых кавитациях и т. п.) или непосредственно разрушающим агентом (например, при растворении или эрозии). [c.13]