Эффект звукового давления

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]

Ранее рассматривалось распространение и поведение ультразвуковых волн в различных веществах, причем об их возбуждении говорилось не больше того, что они возникают в веществе при контакте его поверхности с поверхностью излучателя, который создает волны желаемой формы и частоты. Предполагалось, что они обнаруживаются микрофоном, который тоже имеет контактную поверхность с веществом и позволяет измерить звуковое давление падающей на него волны. Оба эти устройства в технике ультразвукового контроля называют искателем, более конкретно излучающим или приемным искателем. Теперь следует рассмотреть принцип их действия, который почти во всех случаях без исключения основывается на пьезоэлектрическом эффекте. Другие способы возбуждения ультразвука будут описаны в главе 8. [c.138]

На практике наибольшее рабочее расстояние составляет около 1 мм. При увеличении расстояния до контролирующего устройства амплитуда звукового давления уменьшается, поскольку ослабевают и магнитное поле катушки, возбуждающее вихревой ток, и постоянное магнитное поле. Поскольку геометрия обоих этих полей обычно различна, закон изменения магнитной индукции с расстоянием у них тоже неодинаков. К тому же и индуктивность катушки изменяется с расстоянием. Ввиду взаимодействия всех этих трех эффектов степень снижения амплитуды с увеличением расстояния очень сильно зависит от конкретных условий контроля и не может быть выражена простым законом. Соответствующие измерения проводились в работах [331, 1003] там рассматривается также и зависимость от интенсивности постоянного магнитного поля. [c.173]

Использование этого эффекта для приемных головок дает некоторые преимущества. Конструкция выполняется по принципу, показанному на рис. 8.18. Звук вводится в отклоняющий элемент. Этот элемент заполнен соответствующей средой, например ксилолом. Освещенность фотоэлемента увеличивается в зависимости от звукового давления и яркости источника света. При использовании интенсивного источника света на фотоэлементе получают электрический сигнал большой амплитуды. При современном уровне техники идеальным источником света для таких целей являются лазеры, благодаря высокой интенсивности их света и фокусировке. При этом достигаются гораздо большие амплитуды, чем при пьезоэлектрических искателях. [c.182]

При больших значениях п звуковое давление вдали от стенки трубы существенно уменьшается, проявляется своеобразный акустический эффект - аналог хорошо известного в радиотехнике электрического "скин-эффекта". Такой эффект может наблюдаться, например, при перекачке газа многолопастным насосом звуковое поле в трубе сосредоточено на периферии ее сечения [20]. [c.58]

Со звуковым давлением тесно связан эффект ультразвуковой кавитации. Суть его состоит в том, что в фазе разрежения образуется большое количество разрывов сплошности в виде мельчайших пузырьков. Последние появляются в местах пониженной прочности жидкости около частиц посторонних примесей, газовых пузырьков и т. п. Совершив несколько затухающих пульсаций, пузырьки исчезают, вызывая импульсное повышение давления и температуры. Специальное исследование этого процесса [2] в воде при Т = 293 К, частоте колебаний 20 кГц и амплитуде звукового давления 980665 Па показало, что максимальная скорость расширения парогазовой полости кавитационного пузырька составляет 23 м/с, а в стадии исчезновения 250 м/с. При этом парогазовая смесь сжимается до давления 300 МПа (3000 ат) и нагревается до Г = 6000 К за время 40 мкс. [c.143]

Область распространения звука называют звуковым полем. К звуковому полю применимы основные закономерности волнового движения. Однако следует учитывать, что распространение высокоэнергетических колебаний в жидких и твердых средах сопровождается рядом эффектов, часто приводящим к необратимым явлениям. К таким эффектам относятся звуковое давление, акустическая или ультразвуковая кавитация, звуковой ветер и другие. [c.172]

Активирование алюминия ультразвуком. Суспензия алюминия (пудры или порошка) в бензине или гептане без доступа кислорода подвергается воздействию ультразвуком. При распространении интенсивных ультразвуковых колебаний в суспензии наблюдается тесно связанный со звуковым давлением эффект, называемый ультразвуковой кавитацией. При этом развиваются местные мгновенные давления, достигающие сотен атмосфер, что приводит к механическому ра 3 рушению поверхности частиц алюминия, находящихся вблизи мест захлопывания . В результате разрушения [c.139]

Интересно отметить, что в камфене наибольший эффект воздействия ультразвука на процесс кристаллизационной очистки выше, чем в ацетамиде, и наблюдается при меньшем уровне звукового давления. Непосредственные наблюдения с помощью киносъемки показали, что это связано с различными формами фронта кристаллизации у рассматриваемых веществ. У камфена, где поверхность раздела фаз при кристаллизации значительно изрезана, введение в расплав ультразвуковых колебаний оказалось весьма эффективным. [c.420]

Исследования воздействия низкочастотных (значение критерия Струхаля 0,2—0,6) и высокочастотных (значение критерия Струхаля 2—5) акустических возмущений на аэродинамические характеристики турбулентных струй выявили ряд практически важных эффектов [118]. Так, при наложении низкочастотных воздействий интенсифицируется турбулентное перемешивание, возрастают пульсационные скорости, укрупняются периодически возникающие вихри, расширяются слои смешения и уменьшается длина его начального участка, имеет место возрастание угла раскрытия и эжекционная способность струи. При этом интенсификация турбулентного перемешивания наблюдается при определенном пороговом уровне звукового давления в акустическом поле. В случае воздействия на турбулентную струю высокочастотных сигналов интенсивность турбулентного перемешивания ослабевает в приосевой части начального участка струи уменьшается пульсационная скорость, слои смешения утончаются, увеличивается длина начального участка смешения, уменьшаются угол раскрытия и эжекционная способность струи. [c.77]

При значительном возрастании интенсивности звуковых волн в их поле проявляются различные нелинейные эффекты возникает взаимодействие волн, изменяется форма волны, становятся заметными постоянные силы (звуковые давления) и постоянные потоки вещества (акустические течения) при достижении некоторого порогового значения интенсивности ультразвука в жидкости возникает кавитация [130]. [c.68]

При распространении интенсивных ультразвуковых колебаний в жидкости наблюдается тесно связанный со звуковым давлением эффект, называемый ультразвуковой кавитацией. Явление кавитации связано главным образом с тем, что жидкости, легко переносят очень большие всесторонние сжатия, но чрезвычайно чувствительны к растягивающим усилиям. При прохождении фазы волны, создающей разрежение, жидкость рвется, и в ней образуется очень большое количество разрывов в виде мельчайших пузырьков, появляющихся обычно в тех местах, где прочность жидкости ослаблена такими местами являются маленькие пузырьки газа, частицы посторонних примесей и др. Эти маленькие полости, так называемые кавитационные пузырьки, совершают пульсирующие колебания, вокруг них образуются сильные микропотоки, и все это приводит к активной местной турбулизации среды. После кратковременного существования часть пузырьков захлопывается. Во время этих захлопываний развиваются большие местные мгновенные давления, достигающие сотен и тысяч атмосфер. При захлопывании кавитационных пузырьков наблюдаются также местные повышения температуры и электрические разряды. Необходимая для развития кавитации интенсивность ультразвука зависит от частоты колебаний и от природы жидкости. [c.6]

Для увеличения эффекта ультразвукового воздействия рекомендуется повышать статическое давление в растворах так, чтобы суммарное значение статического давления н сил поверхностного натяжения было меньше приложенного звукового давления. Путем подбора оптимального соотношения между указанными величинами можно усилить эффект кавитационного воздействия на один-два порядка. Введение ультразвуковых колебаний в жидкость, находящуюся под повышенным статическим давлением, приводит также к возникновению турбулентных движений и гидродинамических потоков, более интенсивных, чем при нормальном давлении. Это также способствует увеличению эффектов, производимых ультразвуковыми колебаниями. Кривые зависимости максимального давления, развиваемого в жидкости при прохождении ультразвука, и эрозионного разрушения испытуемых образцов от статического давления имеют четко выраженные максимумы и для водных растворов находятся в пределах 4-10 — 6-Ю н м (4—6 ат). [c.8]

Как известно, при прохождении ультразвука через жидкость в ней возникают эффекты второго порядка (звуковой ветер, звуковое давление, кавитация и связанные с ней микропотоки и др.), которые могут воздействовать на граничный слой. Все это приводит к тому, что ультразвук уменьшает величину диффузионного граничного слоя и тем самым значительно интенсифицирует целый ряд гетерогенных процессов, протекающих в системах Ж—Ж [c.104]

Особенностью эрозионного разгорания трещины является наличие высоких скоростей газового потока (вплоть до звуковой) и больших давлений. При высоких давлениях эрозионный эффект является существенным, поскольку, как показали специально проведенные опыты, имеет место усиление зависимости эрозионной скорости горения й от давления. Так, например, в звуковом потоке, когда скорость газа равна скорости звука в продуктах, зависимость и (р) (рис. 55) имеет вид [c.127]

Для определения скорости акустического ветра V мож ю воспользоваться или фотографированием с выдержкой взвешенных в жидкости частиц алюминиевого порошка, или же измерением силы, действующей на диск радиометра, расположенный перпендикулярно к звуковому лучу. Радиометр измеряет одновременно звуковое давление и интенсивность акустического ветра. Эти эффекты удаётся разделить благодаря тому, что звуковое давление устанавливается практически мгновенно, в то время как акустический ветер медленно нарастает от нуля до некоторого постоянного в заданных условиях значения. [c.193]

Гидродинамический эффект заключается в том, что при движении газа между близко расположенными частицами пыли вслед- ствие сужения потока увеличивается скорость и уменьшается давление, при этом частицы сближаются. Йри действии ультразвука скорость газа относительно частиц значительна, что дает высокий сближающий эффект в направлении, перпендикулярном к движению звуковой волны. Особенно сильный эффект получается в случае образования стоячих волн. [c.123]

Внутри прозрачных тел свет отклоняется в результате того, что коэффициент преломления изменяется в зависимости от давления (эффект Дебая —Сирса [2]). Таким образом, звуковая волна создает область, в которой коэффициент преломления отличается от его значения в окружающем ее участке. [c.181]

Амплитудная модуляция света возможна также на основе эффекта фотоупругости. Многие прозрачные тела под влиянием механических напряжений приобретают двойное преломление (в них получается различный коэффициент преломления для света, колеблющегося параллельно или перпендикулярно к направлению давления [2, 13]). Благодаря этому плоскость колебаний соответствующим образом падающего линейно поляризованного света вращается в зависимости от звукового давле- [c.183]

На основе предложенного в работе [114] подхода нами был проведен расчет Д м в деформируемой поре [110], отличающийся от изложенного выше тем, что вместо выражения А м ( / ) вида (54), справедливого для малых А /) , в расчет закладывалась экспериментальная зависимость (50). Это позволило определить избыточное давление Д /) м в широком диапазоне его изменения 0,1 <[ <[ А р м <[ вплоть до возникновения звукового истечения. Кроме того, выражение (50) учитывает процесс поджигания, зависимость скорости горения от давления и скорости газа в трещине, а также нестационарные эффекты, поэтому не требуется введения специальных предположений, касающихся условий поджигания и характера горения пороха в трещине. Наконец, про- [c.131]

В. И. Дрожалова и Ю. И. Китайгородский считают, что ДН-эффект наблюдается только при звуковых давлениях выше порога кавитации, причем максимум эффекта отвечает звуковому давлению 0,15-0,ЗМПа. Высокоскоростная съемка показала, что подъем жидкости связан с локализацией кавитационного облака вблизи входа в капилляр. Это привело авторов к выводу, что дополнительный подъем происходит вследствие захлопывания кавитационных пузырьков во входном сечении капилляра. Затем М. Н. Костючек и Ю, П. Розин показали, что максимум ДЯ-эффекта возникает при расстоянии от торца капилляра до поверхности излучателя, близком к среднему диаметру кавитационных пузырьков. Таким обрлзом, в этой работе Ю. П. Розин соглашается, по-видимому, с кавитационной гипотезой эффекта. [c.128]

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]

Сущность этого явления заключается в том, что при поглощении инфракрасных лучей газ нагревается, что вызывает повышение его давления. Если поток инфракрасных лучей прерывистый, то в газе возникает пульсация давления, т. е. появляется звук. Высота тона зависит от частоты прерывания, а сила звука от способности данного газа поглощать инфракрасные лучи и концентрации этого газа. Указанный звуковой эффект не будут давать только газы, совсем не поглощающие инфракрасных лучей, как азот, кислород и водород. Это обстоятельство создает, в частности, благоприятные предпосылки [c.293]

На указанных процессах сказываются также эффекты второго порядка, ощутимые при интенсивных акустических колебаниях (звуковой ветер, радиационное давление и др.), и ультразвуковая кавитация. [c.9]

Давление излучения складывается из давления,развиваемого звуковой волной у препятствия, эффекта взаимодействия между акустическим полем и невозмущенной средой и связанного с этим эффектом перехода вещества из области акустического поля в окружающую среду или обратно. [c.12]

При кр < 2 ГА-техника работает в режиме гидродинамического смесителя. Акустические эффекты отсутствуют. Звуковое давление не превьпцает 10 МПа. При кр = 2 аппарат работает в режиме ГА-излучения со слабой генерацией акустических эффектов. Звуковое давление находится в пределах от 10 до 0,3 МПа. [c.97]

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]

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]

Если рассчитать звуковое давление р отраженной сферической волны в цилиндре с внутренним отверстием по формуле (3.5), то для различных отношений внутреннего радиуса к наружному Гг/га можно получить кривыв, приведвнныв на рис. 3.12 Воображаемое звуковое давление в центре отверстия условно принимается за единицу. Можно видеть, что после отражения от отверстия звуковое давление падает очень быстро (эффект рассеивающего зеркала). [c.72]

К ультразвуковым относят колебания, частота которых превышает порог слышимых звуков (16 кГц). Существенной физической разницы между ультразвуком и слышимым звуком нет. Однако с повышением частоты и интенсивности изменяется ряд свойств уп2эугих колебаний, поэтому изменяется и их воздействие на окружающую среду. При колебаниях средней и высокой интенсивности (десятки — сотни киловатт на квадратный метр) возникают эффекты второго порядка, важнейшими из которых являются звуковое давление, кавитация и звуковой ветер. [c.143]

Дезактивация при наложении ультразвуковых (УЗ) колебаний основана на возбуждении упругих колебаний в жидкой среде, в которой находится загрязненный объект. Передача УЗ-колебаний от генератора дезактивирующему раствору осуществляется с помощью стрик-тера (преобразователя), который помещается в раствор. Возникшие в растворе колебания воздействуют на обрабатываемую поверхность, что приводит к удалению части поверхности вместе с находящимися в ней радионуклидами. Процесс дезактивации происходит под действием переменного звукового давления и эффекта кавитации в жидкости. [c.205]

Возникающие в жидкости под влиянием ультразвука значительные турбулентные потоки, кавитация, звуковое давление и некоторые другие эффекты изменяют характер диффузионного граничного слоя, непосредст- [c.343]

В процессе измерения указанных выше параметров звуковое давление в интерферометре не превышало 50 бар, во избежание нелинейных эффектов, возникающих в испытуемых эле- нед-Евя.коветрукийй 8]. [c.148]

В результате нанесения слоя вибродемпфирующей мастики на наружные поверхности ограждений тростильно-крутильных машин ТК-600 шум уменьшается на 4-6 дБ. Покрывая внутреннюю поверхность оградительного щитка текстурирующего механизма машины ТВ-1 мастикой Адем-НШ , можно снизить уровень звукового давления во всем диапазоне частот на 6-15 дБ. Аналогичный эффект получают, покрывая этой же мастикой флажки нитеводителя в механизме нитераскладчика приемно-намоточных устройств. [c.79]

На промышленных предприятиях нефтепереработки ежегодно происходят юкальные взрывы парогазовых облаков, образующихся в результате выбросов углеводородов из технологических систем. Как правило, они сопровождаются звуковым эффектом и созданием избыточного давления, которое в некоторых случаях приводит к разрушению промышленных конструкций. Для того чтобы выяснить, будут ли повреждены промышленные здания или другие сооружения при взрыве, необходимо уметь оценивать нагрузки, которые испы- [c.34]

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]

С увеличением/существенно возрастает роль т. наз. нелинейных эффектов. Последние заключаются во взаимод. разных гидродинамич. возмущений и служат главной причиной многочисл. полезных проявлений ультразвука К числу этих физ. эффектов относятся изменение формы упругих волн при их распространении кавитация акустич. течения (звуковой ветер) давление звукового излучения (радиац. давление) и др. Наиб, важным нелинейным эффектом является кавитация -образование в жидкой среде массы пульсирующих пузырьков, заполненных паром, газом или их смесью. Сложное движение пузырьков, их слияние и дробление, потеря устойчивости, происходящие под действием упругих волн, приводят к возникновению микроуцарных давлений до 800 МПа, локальному повышению т-р до 7400 К (по теоретич. оценкам), электрич. разрядов, ионизации и т. д. Изменяя условия протекания кавитации, можно регулировать кавитац. эффекты. [c.35]

Естественным развитием теории стробирования стало ее применение к много роторным АГВ, т.е. к таким конструкциям, в которых более одной пары ротор-статор размещены коаксиально в одном корпусе. В этих аппаратах возникает множество новых конфигураций совмещений, подчиняющихся некоторым единым ритмическим последовательностям. Поэтому приложение основ теории стробирования к этим последовательностям названо теорией ритмики. В много роторных аппаратах появляется возможность управлять не только конфигурацией звукового поля, но и изменять профиль давления по радиальной координате рабочих органов и через это создавать особые условия управления кавитационными эффектами по ходу продвижения технологического массопотока. Расширен перечень характеристических параметров типологизации на много роторные аппараты - параметр режима работы многоступенчатых аппаратов ( /). Данный параметр разграничивает режимы работы аппаратов, имеющих несколько пар ротор-статор (М). При М>2 необходимо различать режим полной прозрачности аппарата кг и кг <2 /<кг ф1+кг ф2 режим с ритмикой [c.9]

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

Работа зонда АЗ-2 основана на использовании пьезоэлектрического эффекта титаната бария. Сферический приемник давления помещается в звуковое поле. На его электродах в силу пьезо-эффекта появляются электрические заряды, пропорциональные величине переменного давления, и по кабелю.подаются на усилитель, который уоиливает их до величины, достаточной для регистрации стандартными измерительными приборами. [c.129]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология