Ультразвуковые колебания, образование

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]

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]

Повышенная энергия Движения электронов может достигаться при поглощении видимого света (или других электромагнитных колебаний) и переходе электронов на волее высокий энергетический уровень (как, например, при активации хлора в реакции Н2- -С12 = 2НС1). Энергия электронов в атомах может повышаться при разрыве валентной связи, например при диссоциации молекулы водорода на атомы или при образовании других атомов с ненасыщенной валентностью или свободных радикалов. Такая активация может осуществляться и при химических взаимодействиях (как, например, в реакции Ыа + С12 = НаС1 + С1) и при ударах молекул о стенку сосуда и пр. Наконец, молекулы могут активироваться действием электрического разряда, ультразвуковыми колебаниями, действием излучений различного рода и другими путями. [c.479]

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]

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]

Чтобы понять характер изменений в системах, подвергнутых ультразвуковому воздействию, следует отметить, что эти изменения существенны, когда ультразвуковые колебания соответствуют возникновению кавитационного режима. В данном -случае под кавитацией понимают последовательно развивающиеся процессы образования полостей в жидких средах. Такие полости заполняются парами окружающей жидкости и растворенными в ней газами и мгновенно закрываются. При этом создается давление до 10 —10 Па, что в большинстве случаев приводит к разрыву х1 мпческих связей. Разумеется, что описанные явления имеют место Только при распространении в жидкости ультразвуковых волн большой интенсивности в местах разряжения. С кавитацией связано появление в облучаемой жидкой среде и значительных механических напряжений. В результате захлопывания кавитационных полостей в фазе сжатия внешней ультразвуковой волны возникают з дарные волны с амплитудой, во много раз превышающей амплитуду внешней волны. При резонансе возникающие локальные давления в 10 раз превосходят гидростатические. Такие давления производят большие разрушительные действия. Наконец, в пульсирующих резонансных кавитационных пузырьках в зависимости от природы наполняющего их газа возникают локальные перегревы порядка нескольких тысяч градусов. [c.107]

Достаточно простой метод препарирования ориентированных полимеров, напр, волокон, — измельчение их в нейтральной жидкости, чаще всего в дистиллированной воде, с помощью ультразвуковых колебаний. При таком дроблении разрушение полимера происходит, по-видимому, в первую очередь по границам надмолекулярных образований, на к-рых силы сцепления меньше, чем внутри них. Предполагается поэтому, что при таком диспергировании рельеф поверхности образовавшихся частиц отражает внутреннее строение полимера. [c.475]

В коагуляционной структуре монтмориллонита ультразвуковые колебания прежде всего вызывают кавитационный разрыв связей между дисперсной фазой и дисперсионной средой. Происходит более равномерное распределение частиц в объеме и образование более совершенных гидратных оболочек. На это указывает рост медленных эластичных деформаций (рис. 9). [c.28]

Таким образом, изменения коагуляционных структур водных дисперсий глинистых минералов, происходящие под действием ультразвуковых колебаний (разрушение первичных агрегатов дисперсной фазы и постепенное образование новых более устойчивых к ультразвуковым воздействиям), полностью подтверждают основную закономерность образования коагуляционных структур дисперсий глинистых минералов. Аналогичен и механизм повышения устойчивости дисперсий — образование наиболее прочных или эластичных пространственных решеток. [c.29]

Рассмотрим образование интерференционных волн в биметаллическом листе с тонким плакирующим слоем, расположенным в горизонтальной плоскости. Пусть искатель посылает ультразвуковые колебания со стороны плакирующего слоя под некоторым углом, отличным от прямого. Если скорость поперечных волн в плакирующем слое 1 меньше, чем в основном слое Ь , то в тонком слое могут образоваться волны интерференционного типа. [c.8]

Разрыв химических связей чисто механическим путем нельзя считать неожиданным явлением. На самом деле, энергия связи С—С ничтожно мала по сравнению с энергией, затрачиваемой при самых мягких условиях переработки полимеров. Благодаря тому что энергия, необходимая для перемещения макромолекул, превышает энергию химической связи, механические воздействия приводят к расщеплению отдельных цепных молекул, оказавшихся в зоне случайной концентрации механических напряжений. Подобное действие оказывают ультразвуковые колебания с частотой более 50 кГц интенсивностью 6—10 Вт/см. Во время озвучивания растворов полимеров происходит попеременное сжатие и растягивание среды с образованием и захлопыванием паровоздушных полостей (кавитация), но так как малоподвижные макромолекулы не успевают следовать за колебаниями молекул растворителя, возникают значительные градиенты, скорости и силы трения, приводящие к разрыву полимерных цепей. [c.640]

Энергия ультразвуковых колебаний, действуя на коагуляционные структуры глинистых минералов, перестраивает гидратные пленки, разрывает связи между частицами глинистых минералов, диспергирует частицы, разрушает их кристаллическую решетку и формирует вторичные кристаллы, образуя последовательный ряд новых структур. В коагуляционной структуре монтмориллонита ультразвуковые колебания прежде всего вызывают кавитационный разрыв связей меноду дисперсной фазой и дисперсионной средой. Происходит более равномерное распределение частичек в объеме и образование более совершенных гидратных оболочек. На это указывает рост медленных эластических деформаций. Одновременно частички монтмориллонита диспергируются, при этом увеличивается их число и количество поверхностных нарушений структуры, что сопровождается значительным ростом быстрых эластических деформаций и условного модуля деформации (рис. 4,5 . В течение 7 мин заканчивается процесс перераспределения гидратных пленок и медленные эластические деформации увеличиваются до [c.196]

Полагают [36], что влияние ультразвуковых колебаний на химическую сторону процесса (явление звукохимии) связано с образованием пузырьков, физико-механическое же воздействие, обусловливающее, в частности, интенсификацию процессов диспергирования, гомогенизации и массообмена, связано с процессом аннигиляции пузырьков. Согласно теоретическим исследованиям Я. И. Френкеля [24], ультразвуковая кавитация сопровождается возникновением местных электрических разрядов, которые, по-видимому, играют существенную роль в химическом действии ультразвука. [c.17]

Наконец, в принципе возможен разрыв макромолекул одновременно как по ионным, так и по ковалентным связям, сопровождающийся образованием смещанных радикал-ионных частиц [124]. Примером подобного механизма может служить деструкция под действием ультразвуковых колебаний на полидиметилсилоксан в бензольных растворах [139] [c.25]

Важно подчеркнуть, что изображенная на рис. П1.63, б модель описывает, естественно, поверхность роста монокристалла, т. е. ту грань, которая образована макромолекулярными лентами. Если нарушить правильное регулярное чередование лент, расположенных параллельно поверхности роста, воздействием на монокристалл ультразвуковых колебаний, то, как показано на рис. П1.26, кристалл будет раскалываться вдоль поверхности роста. Если же разрушение кристалла будет происходить в направлении, приблизительно перпендикулярном поверхности роста, то в результате разворачивания складок [73, 74] в трещинах будет четко наблюдаться образование фибрилл [75]. [c.238]

Результаты исследования процесса кристаллизации большого числа расплавленных металлов показывают, что ультразвуковые колебания могут существенно улучшить структуру слитка. При этом улучшаются механические свойства слитка по всему его объему. Механизм влияния ультразвука на кристаллизацию металлов и сплавов в основном связан с образованием кавитационных 17 о. И. Бабиков [c.245]

Под действием ультразвуковых колебаний ускоряется протекание некоторых химических процессов за счет образования радикалов и других активных молекул. Мош ные ультразвуковые колебания используют для диспергирования некоторых веществ и получения коллоидных растворов. При их воздействии ускоряются процессы мойки и обезжиривания. Ультразвуковые колебания ускоряют процессы диффузии на границе раздела жидкой и твердой фазы они ускоряют процессы кристаллизации и др. [c.164]

Результаты проведенных исследований показывают, что предварительное совместное воздействие магнитного поля в сочетании с наложением вибрационных или ультразвуковых колебаний позволяет уменьшить продолжительность образования гелей активной кремневой кислоты в 1,5—2 раза по сравнению с продолжительностью образования гелей в контрольных опытах. [c.20]

В капиллярной дефектоскопии наиболее успешно используются ультразвуковые колебания промышленных частот на операциях подготовки изделия к контролю, очистке, обезжиривании. При этом наиболее важную роль играет кавитация. Кавитация - явление образования разрывов жидкости, заполненных парогазовой смесью. Парогазовые кавитационные пузырьки захлопываются с огромной скоростью, доходящей до 10. .. 100 мс", и разрушают пленки всевозможных загрязнений. При этом происходит ультразвуковое эмульгирование жиров, масел и других загрязнений и удаление их с поверхности объекта контроля с помощью акустических течений. Незахлопывающиеся кавитационные пузырьки колеблются, чем помогают отрыву пленки загрязнений от поверхности контролируемой детали и в конечном итоге удалению загрязнений. Особенно эффективна ультразвуковая очистка для изделий сложной формы, используемых в электронной, приборостроительной промышленностях. Преимущество ультразвуковой очистки состоит в том, что такие экологически-, по-жаро- и взрывоопасные традиционные вещества как бензин, ацетон, спирты можно заменить на воду и водные растворы. Суть в том, что кавитационная активность воды гораздо выше, чем у ацетона, спирта, бензина, поэтому соответственно выше очищающая способность воды и водных растворов. Происходящие при этом ультразвуковые диспергирование и эмульгирование только ускоряют очистку и повышают ее качество. [c.607]

Резонансный метод измерения толщины изделий основан на явлении интерференции прямой и отраженной волны от противоположной грани изделия и образования стоячих волн. При этом стоячие волны образуются только в случае равенства или кратности длины волны излученных упругих ультразвуковых колебаний и толщины изделия. Основное условие контроля толщины резонансным методом может быть записано в виде [c.114]

Импульсный электрический разряд (ИЭР) сопровождается мощными гидравлическими процессами с образованием ударных вод и явлений кавитации, интенсивными ультразвуковыми колебаниями и возникновением импульсных магнитных и электрических полей. [c.153]

При определенной интенсивности ультразвуковых колебаний в жидкости наблюдается явление кавитации. В жидкости возникают чередующиеся сжатия и разрежения с частотой колебаний звука. В моменты разрежения происходят местные разрывы жидкости с образованием полостей (пузырьков), заполняющихся растворенными в жидкости газами, а также и парами жидкости в моменты сжатия пузырьки захлопываются, развиваются [c.102]

Блок-сополимеры получают в результате физического воздействия (вальцевание, ультразвуковые колебания, ионизирующие излучения) на смесь двух полимеров. При необходимой интенсивности эти воздействия вызывают распад молекулярных цепей с образованием радикалов [c.77]

Экспериментальные исследования установили, что начало образования первых кавитационных пузырьков происходит одновременно с появлением ультразвуковых волн. Визуальные наблюдения с использованием стробоскопа показали, что рост амплитуды ультразвуковых колебаний совпадает с развитием щелевой кавитации. Совпадение начала кавитации с возникновением ультразвуковых колебаний наблюдалось во всех экспериментах, вне зависимости от типа лопастей рабочего колеса и режима работы гидромашины. Второй важной задачей рассматриваемых исследований являлось установление связи между составляющими кавитационного шума и падением мощности турбины, т. е. срывом работы гидромашины. Таким образом, акустический метод дает возможность объективно зарегистрировать и качественно оценить интенсивность начальной стадии кавитации и проследить за ее развитием. [c.236]

Эта частота совпадает с частотой образования силовых линий электромагнитного поля протона ( 15). Частота же образования прямолинейных участков центральной силовой трубки гравитационного поля равна 7,79 10 сек и совпадает с низкочастотными ультразвуковыми колебаниями [38] и среднечастотными радиоволнами [39]. Поэтому сечение центральной силовой трубки зависит от геометрических размеров, плотности взаимопритягиваю-щихся масс и сечения центральной силовой трубки между Землей и Луной должно быть значительно меньше значения 0,385 10 см для Солнца. [c.63]

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]

Однако при введении ультразвуковых колебаний под избыточным статическим давлением повышается интенсивность кавитации, и в районе воздушной полусферы происходит образование множества пузырьков, движение и пульсация которых вызывают интенсивные акустические течения (рис. 105,г). [c.291]

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]

Как видно из приведенных данных, при использовании роторного диспергатора происходит более глубокое превращение парафинонафтеновых углеводородов и, соответственно, образование смол и асфальтенов. При максимально достигнутой конверсии содержание асфальтосмолистых веществ достигает по сравнению с 21% в исходном сырье. При обработке образцов с использованием УЗДН-2Т в большей степени наблюдается увеличение содержания асфальтенов, чем смол. Это может быть связано со значительным разогревом излучателя ультразвуковых колебаний, тогда как в условиях роторного диспергатора это наблюдается в меньшей степени за счет интенсивной циркуляции жидкости. [c.123]

Из других факторов, влияющих на скорость зародышеобразования, необходимо отметить различные механические воздействия (размешивание, встряхивание и т. д.), а также использование ультразвуковых колебаний, которые резко увеличивают скорость образования кристаллических зародышей в пересыщенных растворах. Многочисленными экспериментальными работами установле- [c.362]

Перемешивание, ультразвуковые колебания и другие механические воздействия резко увеличивают скорость образования кристаллических зародышей. В настоящее время нет общепризнанной теории, объясняющей этот факт. Однако можно предположить, что увеличение интенсивности перемешивания и различные механические воздействия вызывают более частые столкновения молекул и тем самым увеличивают вероятность образования зародышей критического размера. На стадии роста кристаллов перемешивание оказывает влияние на скорость процесса только в том случае, если лимитирующей стадией является подвод вещества к поверхности кристалла, т. е. если процесс 41ротекает в диффузионной области. Тогда с увеличением интенсивности перемешивания возрастает скорость конвективной диффузии, что приводит к увеличению скорости роста кристаллов. [c.359]

Детектированный импульс (рис. 5-5,6) подвергается специальному формированию с помощью каскада вычитания. Для этого из детектированного импульса (рис. 5-5,6) образуется новый импульс, сдвинутый на половину периода частоты ультразвуковых колебаний (рис. 5-5,8) и с обратной полярностью (рис. 5-5,г). Этот импульс складывается с первоначальным импульсом. В результате в анодной нагрузке каскада вычитания выделяется импульс, образованный первым полуперио-дом высокочастотного заполнения ультразвукового им-ny.itb a (рис. 5-5,( ). Задержка осуществляется цепочками типа L — С, включенными на выходе катодного детектора. Смена полярности осуществляется путем подачи задержанного импульса в катод лампы каскада вычитания. Незадержанный импульс при этом подается на сетку лампы каскада вычитания. Результирующий импульс выделяется в анодной нагрузке этого каскада и усиливается (рис. 5-5,е) формирующим каскадом. Полученный острый пусковой импульс через буферный каскад запуска запускает по аноду блокинг-генератор. [c.208]

Предполагалось, что реакция разрыва цепей этого типа приводит главным образом к образованию двух радикалов. Для получения прямых доказательств этого предположения Мелвил и Маррей [77] озвучивали растворы полиметилметакрилата в различных мономерах. Если радикалы в этих растворах образуются, то они должны обладать сп0с0б юстью инициировать полимеризацию. Однако ультразвуковые колебания сами по себе инициируют полимеризацию метилметакрилата и стирола поэтому результаты опытов, в которых в качестве растворителя использовались эти мономеры, трудно интерпретировать. Эти осложнения не имеют места в случае винилацетатных растворов, однако в таких системах присутствие свободных радикалов обнаружить не удалось. Принимая во внимание обычно применяемые интенсивности ультразвука, полную скорость разрыва связей следует считать крайне низкой. Таким образом, хотя разрыв цепей и приводит к образованию радикалов, однако эти радикалы реагируют пре- [c.86]

Высокочастотные (ультразвуковые) колебания созда вались в капилляре вискозиметра тойг же конструкции в продольном относительно оси капилляра направлении с помощью расположенного в вискозиметре кварцевого вибратора, как показано на рис. 1. В расширение, образованное в месте соединения капилляра с трубкой, была впаяна стеклянная трубка А , заканчивающаяся,платиновым гофрированным на краях тонкостенным донышком В, плоская сторона которого была обращена внутрь трубки А. Платиновая лента Е служила электродом. На эту плоскость помещался кварц С, прижимаемый вторым электродом ). С помощью трубок М ж камера вибратора наполнялась вазелиновым маслом. Циркуляция масла способствовала охлаждению вибратора. Вискозиметр помещался в масляный термостат, наполненный достаточно прозрачным вазелиновым маслом. Высокочастотный ток от генератора подводился к электродам Еж О. Напряжение высокой частоты варьировало от 800 до 1200 вольт. Мощность, подаваемая на кварц, составляла примерно 3 ватта. Резонансная частота кварца соответствовала 12,4-10 герц. Толщина кварца—2,2 мм. [c.68]

Очистка паровых котлов от накипи. Ультразвуковые колебания могут быть применены для предотвращения образования и разрушения накипи в котлах, бойлерах и других подобных устройствах. Принцип ультразвуко вого метода очпстки от накипи заключается в том, что иод действием ультразвукового поля накипь разрушается [c.230]

Отметим, что улучшение структуры при ультразвуковой обработке наиболее эффективно в случае малой скорости затвердевания металла. Наилучшие результаты пока получаются для малолегированных сплавов и сплавов, которые по своей структуре представляют собой твердые растворы, а также для сплавов, склонных к образованию крупнозернистой, дендритной структуры. Частота ультразвуковых колебаний существенного влияния на улучшение структуры облученных металлов не оказывает. [c.245]

В настоящее время пытаются использовать ультр азвуковьи устройства для эмульгирования стирола в водной фазе. В процессе создания устойчивых эмульсий существенную роль играют кави тационные явления, т. е. образование в жидкости микроразрыво вследствие образования областей пониженного и повышенного дав ления при наличии ультразвукового поля. Появлению таких раз рывов способствуют растворенные в реакционной массе газы Оптимальная частота ультразвуковых колебаний находится опыт ным путем и обычно является не высокой (15—30 кгц). Учитывз5 последнее обстоятельство, генерирование колебаний может бьга осуществлено более простым (нежели обычно применявшиеся ра нее пьезоэлектрические и магнитострикционные способы) гидро динамическим методом. [c.58]

Если в слое возможно образование зарядов статического электричества решетку защищают слоем диэлектрика или в местах ввода газа устанавли вают ионизаторы различных конструкций (рис. 4.8, а). Иногда в отверстия) решетки устанавливают генераторы ультразвуковых колебаний, способ ствующих гомогенизации псевдоожиженного слоя, или запальники дла осуществления процессов горения. Для предупреждения преждевременной смешивания реагентов организуют раздельную подачу их с помощьн двухслойных решеток. Во избежание перегрева (переохлаждения) решето их снабжают встроенными теплообменными устройствами (рис. 4.8,6 [c.120]

Для получения эмульсий из чистых жидкостей может быть применен гидродинамический преобразователь, который погружается в бак, загружаемый компонентами. Гидродинамический преобразователь состоит из сопла, через которое под большим давлением прогоняется жидкость, и вибратора, представляющего собой пластинку с заостренным краем, закрепленную на определенном расстоянии. Выходящая с большой скоростью из сопла струя жидкости, ударяясь о края пластинки, разделяется на две струи, приводя ее в колебательное движение. В результате возникают два пучка ультразвуковых колебаний, направленных перпендикулярно к поверхности пластинки. Под воздействием этих колебаний на окружающую жидкость и происходит процесс образования эмульсии. Из нижней части бака жидкость забирается насосом и вновь подается в сопло. Благодаря этому в зону интенсивных колебаний непрерывно поступают свежие порции жидкости, происходит интенсивное перемешивание и процесс э.мульгирования протекает быстро. [c.232]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология