Звуковые колебания, образование

При нормальном падении звука на плоскую границу раздела двух сред, обладающих разными акустическими сопротивлениями, возникает стоячая волна (колебание, образованное двумя волнами, бегущими навстречу друг другу). На расстояниях Л/2 в стоячей волне располагаются точки, в которых колебания отсутствуют (узлы) посередине между узлами располагаются точки с максимальной амплитудой (пучности). В поле стоячих волн значения А, В, и, Р при полном отражении вдвое превосходят эти значения в исходных бегущих волнах. Узлы и пучности колебательной скорости располагаются в тех же точках, что узлы и пучности смещения. Распределение звукового давления в стоячей волне также характеризуется наличием узлов и пучностей, однако положение узлов давления совпадает с положением пучностей смещения. Таким образом, узлы и пучности скорости и смещения отстоят от узлов и пучностей давления на Х/А. [c.11]

Рассмотрим процесс образования стоячей звуковой волны, считая, что обе волны, распространяющиеся навстречу одна другой, имеют одинаковые частоты и одинаковые амплитуды колебаний. На расстоянии г от источника колебаний (рис. 5) смещение частиц среды, обусловленное падающей волной, согласно выражению (1-20) будет [c.38]

Предложения использовать эти средства для борьбы с дымо-и нагарообразованием при горении тяжелых топлив основывались на желании улучшить и ускорить процесс горения каждой капли путем воздействия на него извне, например высоковольтным электрическим разрядом или высокочастотными звуковыми колебаниями. В первом случае предполагалось, что электрический разряд, обладая огромной энергией, мгновенно разрушит все молекулы тяжелых углеводородов с образованием массы активных частиц и выделением большого количества тепла. Эти частицы и высокотемпературная волна, распространяясь от зоны разряда, должны были послужить своего рода активизаторами. Однако, как показала специальная проверка, проведенная авторами, та- [c.82]

Известно, что за последние 10—15 лет в химической технологии широкое распространение получили процессы, протекающие в псевдоожиженном (кипящем) слое. Создание устойчивого псевдоожиженного слоя бывает затруднено во многих случаях образованием в нем трещин и щелей, через которые проходит значительное количество газа. Поэтому существенно, что применение звуковых колебаний позволяет поддерживать в псевдоожиженном состоянии некоторые мелкораздробленные порошки. Опытами Р. Морса [148] установлено, что колебания низкой частоты (от 50 до 500 гц), но высокой интенсивности (более 110 д6) обеспечивают устойчивое кипение порошкообразных тел. [c.60]

Таким образом, образование зародышей новой фазы (кристаллов) очень чувствительно к различным физикохимическим параметрам и внешним воздействиям. Влияние перемешивающих устройств, звуковых колебаний, механических вибраций, электромагнитного шля может существенно интенсифицировать процесс нуклеации. [c.333]

Флуктуации плотности — случайные локальные сгущения и разрежения вещества. Различают два вида флуктуаций плотности адиабатические и изобарические. Адиабатические флуктуации плотности в жидких фазах по своей физической природе эквивалентны адиабатическим сгущениям и разрежениям, возникающим при распространении в жидкостях продольных звуковых волн. В сущности, адиабатические флуктуации плотности есть затухающие звуковые колебания, перемещающиеся в жидкости со скоростью звука во всех направлениях от области возникновения флуктуации. Возникают адиабатические флуктуации плотности, например, в тех случаях, когда векторы скорости движения нескольких молекул случайно направлены либо к центру малого элемента объема жидкости, тогда локальное давление возрастает и образуется адиабатическое сгущение, либо от центра— тогда давление падает и происходит адиабатическое расширение. При адиабатическом расширении в жидкости может возникнуть полость или дырка . Молекулярные механизмы образования флуктуаций плотности связаны с появлением дефектов в квазикристаллической структуре жидкой фазы. [c.28]

Рис. 1-1. Распространение звуковых волн в среде. а — образование звуковых колебаний под действием колеблющейся струны б — условные изображения звуковых волн в виде синусоиды Я — длина волны Л — амплитуда колебаний.

В аэродинамических устройствах распыление жидкости (образование аэрозоля) происходит под воздействием ультразвуковых или звуковых колебаний, возникающих при работе разного рода [c.97]

Можно также избежать влияния отражённых волн, придав кювете специальную форму [76], изображённую на рис. 67. Углы, образованные стенками кюветы, рассчитаны таким образом, чтобы звуковые колебания практически не возвратились [c.92]

Динамические воздействия на пересыщенный раствор, такие как перемешивание, встряхивание, трение о стенки, звуковые и ультразвуковые колебания,влияют на образование зародышей. Исторические обзоры исследований по кристаллизации содержатся в работах В. Оствальда и М. Фольмера [1]. [c.146]

Ферменты находятся в живой клетке либо в межклеточной жидкости — цитоплазме, либо в структурных образованиях клетки — ядре, оболочке, микросомах, митохондриях и др. Клеточные и субклеточные (для митохондрий) мембраны непроницаемы для молекул ферментов. Поэтому для извлечения внутриклеточных ферментов надо сначала разрушить клеточные структуры. Разрушение клеточных структур осуществляют различными механическими способами (измельчение в гомогенизаторе, перемалывание со стеклянными шариками, песком, кизельгуром, твердыми нейтральными солями), многократным замораживанием и оттаиванием, обработкой органическими растворителями (этиловым спиртом, бутиловым спиртом, ацетоном, глицерином, этилацетатом). В отдельных случаях для разрушения особо прочных клеток используют действие высокочастотных звуковых и ультразвуковых колебаний. [c.199]

В основе импедансного метода лежит измерение мех. сопротивления (импеданса) изделий преобразователем, сканирующим пов-сть и возбуждающим в изделии упругие колебания звуковой частоты, этим методом выявляют дефекты (площадью 15 мм ) клеевых, паяных и др. соединений, между тонкой обшивкой и элементами жесткости или заполнителями в многослойных конструкциях. Анализом спектра колебаний, возбужденных в изделии ударом, обнаруживают зоны нарушения соединений между элементами в многослойных клееных конструкциях значит, толщины (метод своб. колебаний). Акустико-эмиссионный метод, основанный на контроле характеристик упругих волн, к-рые возникают в результате локальной перестройки структуры материала при образовании и развитии дефектов, позволяет определять их координаты, параметры и скорость роста, а также пластич. деформацию материала, используют для диагностики сосудов высокого давления, корпусов атомных реакторов, трубопроводов и т.д. [c.29]

Продольные ультразвуковые волны с диапазоном колебаний от 20 до 106 кГц вызывают образование множества вакуумных пузырьков (каверн). Грязевые частицы, попадая в вакуумные пузырьки, разрушаются. Таким образом происходит очистка вентилей от масляных пятен и частиц грязи. Недостатком этого метода является то, что ультразвуковые волны вызывают звуковую эрозию ( выравнивание латуни) очищаемой поверхности. [c.167]

Большая роль именно краевых зон магнитного поля и концентрации в них ионов в образовании ассоциатов отмечена Е. 3. Гак [125]. По ее расчетам гидродинамические колебания (типа звуковых) возникают при ничтожно малых затратах энергии. [c.105]

С другой физической картиной мы встречаемся при использовании ультразвука в качестве способа возд й-ствия на вещество. Для этой цели часто используется явление кавитации—образование в жидкости под действием звуковой волны пузырьков. Эти пузырьки будут расширяться и сжиматься с частотой, соответствующей частоте распространяющейся звуковой волны. При сжатиях пузырьки сокращают свои размеры, причем возникающие большие давления могут привести их к полному исчезновению, к захлопыванию. А так как давления в пузырьках перед их захлопыванием достигают нескольких тысяч атмосфер, то в момент полного исчезновения пузырьков происходят мощные гидравлические удары, приводящие к разрушению материала. Гидравлические удары, возникающие при захлопывании кавитационных пузырьков, с успехом используются для дробления, диспергирования многих веществ. Такие твердые тела, как гипс, графит и некоторые металлы (медь, серебро), легко диспергируются, измельчаются ультразвуком. Дробящее действие мощных ультразвуковых колебаний используется для сверления отверстий различной формы и размеров, а также резки твердых и хрупких материалов (вольфрама, молибдена и их углеродистых соединений, керамики стекла и фарфора). То же дробящее действие ультразвука используется при пайке алюминия для разрушения его окисной пленки. Эффект кавитации играет существенную роль и при приготовлении с помощью ультразвука эмульсий—смешивании обычно несмешиваемых веществ, на- [c.9]

Кинетика структурообразования исследовалась на реологических приборах [18—19] по изменению во времени модуля быстрой эластической деформации, а также измерялась на резонансной установке,состоящей из звукового генератора ЗГ-10, возбудителя и приемника колебаний, индикатора резонанса и специальной кюветы. Как показано в ранее проведенных исследованиях [20], процесс структурообразования минеральных вяжущих веществ можно разделить на 4 стадии 1 — зарождение коагуляционной структуры И—формирование и развитие пространственной коагуляционной структуры, III — образование пространственной кристаллизационной структуры с переходом коагуляционных контактов в кристаллизационные [c.174]

Таким образом, для интенсификации массообменных жидкофазных процессов (к которым можно отнести растворение, экстрагирование и выщелачивание) можно с успехом применять мощный ультразвук. Действие упругих колебаний как ультразвукового, так и звукового диапазонов в жидкой среде позволяет использовать эти колебания для интенсификации самых различных процессов (таких, как диспергирование, эмульгирование и деэмульгирование, образование суспензий, смешение, кристаллизация, полимеризация и деполимеризация, многие химические реакции и т. д.). Наложение звукового поля на процесс растворения различных кристаллических веществ позволяет увеличить скорость растворения в 3—20 раз по сравнению с начальным неинтенсивным растворением в результате естественной конвекции. При экстрагировании ультразвук может интенсифицировать процесс за счет увеличения в акустическом поле проницаемости некоторых пленок растительного или животного происхождения. В этих случаях процесс диффузионного переноса ускорялся примерно в два раза. Наконец, в крупнопористых материалах эффект звукового давления может изменить механизм диффузионного переноса, увеличив общую скорость процесса извлечения за счет интенсификации потоков в порах и капиллярах. [c.173]

В расчетах предполагались чисто синусоидальные колебания, тогда как при высокой интенсивности звука искажение, обусловленное конечным значением амплитуды колебаний, должно привести к передаче энергии высшим гармоническим составляющим. Это вызовет образование дополнительных пучностей колебаний основной частоты, и таким образом звуковое поле будет сильно отличаться по своему характеру от простого синусоидального поля. [c.172]

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]

На образование кавитационной области затрачивается определенная часть энергии первичного звукового поля. Значительно увеличить объем кавитационной области и концентрацию кавитационных пузырьков в ней при заданном источнике колебаний, работающем при максимальном напряжении возбуждения, невозможно. Поэтому главной задачей теоретических и экспериментальных исследований кавитационной области является разработка методов, позволяющих формировать область кавитации с регулируемой эрозионной активностью в любой части рабочего объема и, последовательно изменяя ее расположения в пространстве, обеспечивать равномерную обработку кавитационными пузырьками всего объема жидкости. [c.173]

Распределение звукового давления на рис. 61 вычислено для случая распространения волны в среде, не ограниченной жесткими стенками. На первый взгляд, этот случай не имеет ничего общего с условиями распространения ультразвуковых колебаний в том или ином технологическом устройстве, где всегда есть граница газ — жидкость, жидкость — твердое тело, а распространение колебаний происходит в ограниченном объеме. Однако неоднородность звукового поля, имеющаяся на границе излучатель — жидкость, создает неодинаковые условия для образования кавитационных пузырьков в первую очередь у этой границы, а, следовательно, формирование области кавитации будет находиться в зависимости от структуры первичного звукового поля, и любая его неоднородность на границе с жидкостью приводит к тому, что эта неоднородность в какой-то степени сохраняется и на некотором расстоянии от излучателя. [c.189]

В жидкости при распространении акустической волны возникает переменное, так называемое звуковое давление, под действием которого жидкость подвергается переменному сжатию и растяжению, что сопровождается образованием разрывов, т. е. микропузырьков, заполненных паром и газом, растворенным в жидкости. Эти пузырьки называются кавитационными, а само явление — ультразвуковой кавитацией 164]. Образование пузырька соответствует фазе разрежения акустической волны, а его схлопывание —фазе сжатия. Образование микропузырьков под действием акустических колебаний называется кавитационной прочностью и зависит от присутствия в жидкости газовых зародышей и примесей твердых или растворенных веществ, а также от модуля объемной упругости (т. е. сжимаемости) и других факторов. [c.98]

Многочисленными экспериментальными работами было также установлено, что при кристаллизации растворов и расплавов в звуковом [72] и ультразвуковом полях [73—80] скорость образования зародышей увеличивается в сотни и тысячи раз, а с повышением интенсивности колебаний уменьшается степень пересыщения, необходимая для начала кристаллизации [81]. [c.76]

Нежелательное пенообразование часто имеет место в самых различных системах. Иногда образования пены можно избежать тщательным соблюдением режима процесса, в других случаях пены можно разрушить или их образование свести к минимуму при помощи чисто механических средств, например звуковых и ультразвуковых колебаний [43], Однако за последние годы в борьбе с пенообразованием заметно усилилось значение методов, основанных на использовании противопенных добавок. Большинство таких добавок обладает специфическим действием, так что вещества, пригодные для одной системы, могут оказаться неэффективными в другой. Однако существуют определенные типы растекающихся жидкостей, которые могут применяться в качестве противопенных средств в самых различных случаях и получившие поэтому широкое распространение. К ним относятся силиконовые масла, жирные спирты среднего молекулярного веса и сложные эфиры низших алки" 1 фатов, например трибутилфосфат. Для количественной оценки эффект , тн противопенных средств были предложены различные методы, основанные на моделировании реальных условий пеногашения. [c.510]

Обработку жидкостей можно проводить с помощью гидродинамических (гидроакустических) излучателей. Работа гидроакустических излучателей основана на генерировании возмущений в жидкой среде в виде поля скоростей и давлений при взаимодействии вытекающей из сопла струи с препятствием определенной формы и размеров или при принудительном периодическом прерывании струи. Сущность работы пластинчатого излучателя заключается в том, что жидкость под высоким давлением подается на пластину. Колебания пластины передаются жидкости (см. рис. 4.33). Вихревые преобразователи (см. рис. 4.32) работают по принципу образования вихрей при круговом движении жидкости в цилиндрическом корпусе, куда она вводится по касательной. Образование звуковых волн происходит за счет импульсов давления, возникающих при образовании вихрей. Срывающиеся вихри являются источниками гидродинамической кавитации. По характеру выходящей из сопла струи жидкости вихревые гидродинамические [c.127]

Под воздействием ультразвука кавитационные полости в жидкости образуются во время полупериодов растяжения и захлопываются во время полупериодов сжатия. Так как полости заполнены в основном паром данной жидкости, процесс их образования и захлопывания иногда называют паровой кавитацией, в отличие от так называемой газовой кавитации, представляющей собой интенсивные нелинейные колебания газовых пузырьков в звуковом поле. [c.14]

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]

Влияние звуковых колебаний. Ультразвук нашел широкое применение для интенсификащш химикотехнологических процессов, в том числе и процессов экстрагирования [97-102]. Распространение звуковых волн в обрабатываемой среде происходит путем ее периодического разрежения и сжатия с частотой, соответствующей частоте колебаний звуковых волн, и амплитудой разрежения, равной амплитуде сжатия. Обработка среды ультразвуком сопровождается эффектами ее перемешивания, нагрева и кавшации — образования, пульсации и схлопывания ансамбля кавитационных пузырьков. Основной вклад в интенсификацию процесса экстрагирования вносит кавитация. Она возникает при некотором пороговом значении интенсивности звука. Затем число стационарных кавитационных пузьфьков и энергия схлопывання единичных пузырьков растет вплоть до 0,6-0,8 Вт/м , после чего эффективность расходуемой энерпш падает. Эю связано с образованием паровых пузырьков большого размера, не успевающих схлопываться в период сжатия. [c.498]

Электродвигатели с несбалансированным грузом, применяемые для возбуждения вибрации и образования звуковых колебаний, с помощью которых осуществляются некоторые процессы, используются в настоящее время в промышленности, однако в сравнении с надежностью и долговечностью описываемых электровибродвигателей они в большой степени им уступают. Принципиальная электрическая схема и конструкция электровибродвигателя показаны и описаны в п. 51 гл. X. [c.23]

А. С. Ермиловым и др. [5]. Для возбуждения колебаний фильтрующего элемента в диапазоне частот 50- 2000 Гц использовался электродинамический вибратор, а на частотах 10 и 20 кГц-магнитострикционный преобразователь с кодщентратором. Фильтрующий элемент представлял собой перфорированные диски, между которыми закреплялась ткань, колебания подводились к центру дисков. При разделении 20% (масс.) суспензии молибденита в бутилацетате с ультразвуковым воздействием на частоте 20 кГц и звуковом давлении до 0,15 МПа производительность составила около 20 мл/(см2-с) отмечено наличие двух режимов фильтрации с образованием уплотненного фильтрующего слоя осадка и с его разрушением. [c.126]

При распространении волновых колебаний в жидкости наблюдается тесно связанный со звуковым давлением эффект, называемый кавитацией. Кавитация [I] - образование в жидкости пульсирующих пузырьков (каверн, полости), заполненных паром, газом или их смесью. Различают акустическую кавитацию, возникающую при прохождении звуковой волны большой интенсивности, и гидродинамическую, обусловленную сильным локальным понижением давления в жидкости вследствие больших скоростей течения. В интенсивной звуковой волне во время полу периодов разряжения возникают кавитационные пузырьки, которые резко захлопываются после перехода в область повышенного давления, порождая сильные гидродинамические возмущения в жидкости. Во время этих захлопывний развиваются большие локальные мгновенные давления, достигающие сотен и тысяч атмосфер. При этом возникает мощная ударная волна. Зная радиус полости до и после захлопывания, можно определить величину давления во фронте волны. Величину давления во фронте волны, возникающей при уменьшении радиуса вакуумной сферической полости в жидкости, можно рассчитать по формуле [c.6]

В И. а. реализуются след. физ. эффекты (один или неск. одновременно) кавиташ1я, высокоамплитудное знакопеременное и радиационное (звукового излучения) давления, знакопеременные потоки жидкости, акустич. течения (звуковой ветер), дегазация жидкости и образование в ней множества газовых пузырьков и их равновесных слоев, сдвиг фаз колебаний между взвешенными частицами и жидкостью. Эти эффекты значительно ускоряют окислит.-восстановит.. электрохим. и др. р-ции, интенсифицируют в [c.250]

Электрические колебания в широком диапазоне частот могут быть получены сравнительно просто с помош,ью электронных схем Генератор представляет собой электронный усилитель, охваченный сильной положительной обратной связью. Генераторы могут быть с С-резонансными контурами, настроенными на генерируемую частоту, или iZ -фильтрами в цепи обратной связи. На рис. V.1 приведены схемы генераторов с С-резонансными контурами различного типа. С помощью таких схем можно получать синусоидальные колебания с частотой от десятков герц до десятков мегагерц. На рис. V.2 приведена схема генератора звуковой частоты, построенная по тину рис. V.1, а, на электронной лампе. Для уменьшения влияния нагрузки на работу генератора в качестве анода генератора использована экранная сетка пентода. Трансформатор нагрузки включается в анодную цепь лампы. Колебательный контур образован первичной обмоткой входного трансформатора и одним из конденсаторов С, емкость которых подбирается в зависимости от требуемой частоты. Трансформатор выбирают с коэффициентом трансформации от 1 1 до 1 5. Сечение сердечника составляет 4 см , I обмотка содержит 2700 витков провода ПЭЛ0,14, а обмотка II — 1000 витков того же провода. Нить накала питается через конденсатор емкостью 8 мкф при напряжении сети 127 в илп 4 мкф при напряжении сети 220 в. [c.148]

В общем разрыв макромолекул под действием механических сил во всех случаях происходит под действием напряжений, приложенных к макромолекулам в результате интенсивных колебаний или захлопывания кавитационных пузырьков в растворе. При повышении внешнего давления скорость деструкции постепенно понижается в результате уменьшения тенденции к образованию кавитационных пузырьков. Однако деструкция наблюдается даже при давлении 15 ат [74]. В более ранних работах это явление рассматривали как доказательство протекания деструкции в отсутствие кавитации по мнению авторов этих работ, деструкция происходила в результате действия сил трения между растворителем и растворенным веществом. Однако Вайслер [75] отметил, что, хотя приложение давления непосредственно к раствору, несомненно, устраняет кавитацию, приложение давления через газ должно просто привести к значительному увеличению количества растворенного в жидкости газа поэтому, когда мгновенное давление в любой точке понизится на 1—2 ат по сравнению со средним давлением цикла, выделится газ и пузырьки будут появляться и быстро захлопываться. Бретт и Еллинек [76] показали, что скорость деструкции полистирола под действием ультразвука сильно зависит от природы введенных в систему газов. Чем больше растворимость газа в бензоле, тем меньше видимые и звуковые проявления кавитации и тем ниже скорость деструкции. [c.85]

Представляет интерес рассмотреть процессы, которые могут протекать в краевых зонах магнитного поля. Они могут существенно отличаться от процессов, протекающих в зоне однородного поля. Сильная неоднородность поля в краевых зонах способствует образованию волн и перемещению ионов в направлении распространения волн, т. е. возникают продольные колебания. Кроме магнитно-звуковых волн в краевых зонах возникают колебания электрического поля с той же частотой, что и колебания магнито-звуковых волн. В краевых зонах поля в определенных условиях мол<ет возрастать количество замагниченных ионов, длина свободного пробега которых без магнитного поля больше ларморовского радиуса, что приводит к возникновению флуктуации концентрации ионов. При этом резко возрастает вероятность ассоциации ионов. При их агрегации происходит нейтрализация ассоциатов, которые выносятся из зоны повышенной концентрации. Эта гипотеза нуждается в проверке. [c.104]

Колебания частичек среды при распространении звуковой волны приводят к образованию в Ж тд1адсти облаете сгущения и разрежения. При этом а устиче-ское давление через потенциал скорости определяется [c.21]

Образование в последней части заряда ударной волны — нaибow ee специфический признак детонационного сгорания в двигателе. Ударным же волнам обязаны п наиболее важные внешние проявления детонации. Само определение детонации как стука связано с характерным звуковым эффектом, который, согласно специальным анализам, представляет собой не только собственные колебания стенок цилиндра, возникающие при ударе о них детонационной волны, но и колебания с частотой периодических отражений ударной волны от стенок цилиндра / где с— [c.207]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология