А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Акустичне протягом

Акустичні течії відіграють велику роль в очищенні розчинних забруднень. Цим пояснюється, зокрема, той факт, що на високих частотах, де кавітація набагато нижче, ніж на низьких, розчинні забруднення очищаються. ?аствореніе пов'язано з про-цессом дифузії, переходом компонентів з-агрязненій з твердої фази в рідку, причому ефективність очищення визначається швидкістю переходу забруднень з прикордонного шару в решті V обсяг.

Акустичне течія - це односпрямованациркуляція, яка може виникати при дії акустичного поля на текуче середовище. Градієнти швидкості, пов'язані з таким рухом середовища, можуть бути досить великими особливо в околиці меж розділу, що потрапляють у поле. Зсувне напруги, що виникаютьпри цьому, можуть викликати зміни або пошкодження в тканинах.

Акустичні течії викликають значні напруги на межах розділу в рідині через що виникають там градієнтів швидкості (див. розд. Виникненням течій можуть пояснюватися збільшеннятеплопередачі, прискорення різних процесів і зрив клітинних оболонок, які відбуваються в біологічних тканинах в результаті впливу ультразвуку (більш детально див в розд.

Акустичне протягом, викликане пилкоподібної хвилею, визначено в[36], причомурозглядалася гранична задача, аналогічна еккар-Котовського, і використовувалося рішення (3.16) для пилкоподібної хвилі[37]; Швидкість течії при цьому вважалася величиною другого порядку малості в порівнянні з акустичною швидкістю.

Акустичними течіями (інодізустрічається термін звуковий вітер) називаються стаціонарні вихрові потоки рідини або газу, що виникають у вільному неоднорідному звуковому полі, а також поблизу перешкод і коливних тіл, поміщених в звукове поле. В даний час відомі три типиакустичних потоків.

Акустичними течіями називають стаціонарні вихрові потоки, що виникають в рідині під дією ультразвукових коливань. Разлічают три види акустичних течій[295, с. Первый - вихревые потоки, возникающие на границе раздела твердой и жидкой фаз. Эти потоки способны разрушать пограничный ламинарный слой жидкости у поверхности твердой фазы.

Акустическими течениями ( иногда также встречается термин звуковой ветер пли кварцевый ветер) обычно называют стационарные вихревые потоки жидкости или газа, возникающие в звуковом поле. Распространение интенсивных звуковых и особенно ультразвуковых волн в газах п жидкостях, как правило, сопровождается образованием таких вихревых потоков. Эти потоки возникают как в свободном неоднородном звуковом поле, так и особенно вблизи препятствий различного рода, помещенных в звуковом поле, или вблизи колеблющихся тел.

Если акустическое течение - вихри, порождаемые звуковыми волнами, то возможен в некотором смысле и обратный процесс: порождение звука ( точнее - шума) турбулентным потоком. В связи с бурным развитием реактивной техники, а также самолетостроительной техники, где скорости движения все более и более возрастают, исследование проблемы генерации звука турбулентным потоком становится чрезвычайно важным. Можно по-разному относиться к вопросу о том, относится ли эта проблема к нелинейной акустике.

Роль акустических течений в ультразвуковой технологии сводится к следующему.

Из акустических течений наибольший интерес представляют течения в пограничном к твердой поверхности слое и вблизи него.

Скорость акустического течения принципиально можно определить также по динамическому давлению потока. Приемниками динамического давления могут быть различные устройства: либо это легкое коромысло ( типа радиометра), одна часть которого помещается в звуковое поле, либо трубки типа трубок Пито. Такого рода измерения существенно осложняются тем, что помимо динамического давления потока на приемники действует радиационное давление, величина которого может иметь такой же порядок, что и величина динамического давления потока.

Так как акустическое течение носит вихревой характер, то оно будет способствовать ускорению начала нарушений закона Дарси. Таким образом, происходит взаимодействие этих двух течений. Скорость акустических течений пропорциональна коэффициенту поглощения звука. В связи с этим на практике в газовых скважинах чаще отмечается нарушение закона Дарси С другой стороны, чем больше акустическое течение, тем больше отклонение от закона Дарси, и, возможно, оно практически определяется в основном акустическим полем. Это утверждение нужно проверить экспериментально. В определенной мере доказательством того, что нарушение закона Дарси определяется акустическим воздействием, является трудность экспериментального получения линейного закона фильтрации на кернах, как было установлено А.П.Иванчуком, без применения специальных глушителей-фильтров при наличии турбулентного потока перед керном.

За счет акустических течений обеспечивается удаление из пограничного слоя растворившихся или разрушенных под действием кавитации загрязнений в объем жидкости. Особенно большую роль играют акустические течения при удалении растворимых загрязнений.

Третий вид акустических течений ( микромасштабные, или течения Шлихтинга) имеет решающее значение в ГА-технике.

В теории акустического течения существенную роль играет величина б ( 2v /( o) l /l, определяющая толщину акустического пограничного слоя.

Уравнения для акустического течения были записаны в эйлеровых координатах.

Поскольку исследование акустических течений связано с измерением малых скоростей, иногда возникает необходимость поддерживать постоянной температуру во всем исследуемом объеме, ибо температурные неоднородности, особенно сильные в том случае, когда исследуемый объем подсвечивается мощным источником света, могут привести к конвективным потокам, вносящим погрешность в результаты измерений.

Различные схемы образования микропотоков вблизи колеблющихся пузырьков. Перемешивание жидкости акустическими течениями по своим действиям принципиально отличается от любых видов механического перемешивания.

Для изучения влияния акустических течений и связанных с ними сдвиговых напряжений и градиентов скоростей, подобных тем, что возникают вокруг стабильных осциллирующих пузырьков, было сконструировано несколько различных аппликаторов, предназначенных для создания вибраций в локальных точках. Наиболее часто для этих целей применяются колеблющаяся игла иди проволочка.

Пульсирующие кавитационные пузырьки и акустические течения существенно ускоряют процесс ультразвукового диспергирования.

При малых интенсивностях скорость акустического течения пропорциональна интенсивности ультразвука и квадрату частоты.

Однако вопрос о развитии акустического течения недостаточно изучен ( см. гл. Кроме того, радиометры, особенно чувствительные, чрезвычайно инерционны, и для абсолютных измерений звукового поля этот метод вряд ли может быть рекомендован. Более эффективным методом устранения течения является выбор такой конфигурации звукового поля, когда возникновение течения затруднено ( подробнее об этом см. гл.

Скорость и характер формирования акустических течений зависят от герметической формы сосуда, в котором находится рабочая жидкость, от интенсивности и частоты ультразвуковых колебаний, а также от эрозионной активности и распределения областей кавитации в рабочем объеме. Экспериментальное определение общей картины течений в каждом данном технологическом устройстве является очень трудоемкой задачей.

Скорость и градиент давления стационарного направленного акустического течения относительно невелики. Однако на фоне относительно медленного поступательного течения, в зоне акустического воздействия, по-видимому, происходит и внутрипоровая кавитация, которая обусловлена турбулентным колебательным движением.

Влияние времени экспозиции на критические сдвиговые напряжения для гемолиза красных кровяных телец. /- Область воздействия объемных напряжений. //- область воздействия поверхностных эффектов. Способы создания сдвиговых напряжений. /- вискозиметр из концентрических цилиндров. 2 - капилляры, пузырьки, осциллирующие проволочки. 3 - струи. Высокие сдвиговые напряжения в акустических течениях, могут, таким образом, быть причиной повреждений в биологических тканях. Предполагают, например, что повреждения эндотелия, наблюдаемые как в кровеносных сосудах эмбрионов цыплят[27], Так і в кровоносних судинах матки мишей[58], Обумовленічастково зсувних напруг, що виникають через акустичних течій. Це припущення грунтується на тому, що пошкодження має місце на опроміненої стороні стінки судини, де рідина контактує з оболонкою. На зовнішній стороні стінки теж є рідина, алебільш в'язка, ніж плазма крові і, таким чином, в'язкі напруги, що виникають через акустичних течій, тут будуть менш значними.

При високих інтенсивностях ультразвукових хвиль акустичні течії набувають турбулентний характер; при цьому потужнийультразвуковий пучок викликає інтенсивне перемішування рідини, що може грати важливу роль в ряді процесів, що відбуваються під дією ультразвуку. Крім того, як було показано в попередньому розділі, при великих числахРейнольдса форма ультразвуковоїхвилі в процесі поширення в рідині може істотно відхилятися від синусоїдальної, а її поглинання - різко зростати. Це в свою чергу б дет призводити до посилення потоку, який таким чином може переходити в турбулентний на деякій відстані відджерела ультразвуку.

Еккартовское течія в бензолі на 5 Мщ. На рис. 51 показана фотографія акустичного течії на 5 Мгц[20]від випромінювача діаметром 2 5 см в бензолі; потік був зроблений видимим за допомогою дрібних алюмінієвих частинок.

Наявність акустичногополя призводить до акустичного течією, яке починає впливати і на фільтраційне перебіг. Так як акустичне протягом носить вихровий характер, то воно буде сприяти прискоренню початку порушень закону Дарсі. Таким чином, відбувається взаємодіяцих двох течій. Швидкість акустичних течій пропорційна коефіцієнту поглинання звуку. У зв'язку з цим на практиці в газових свердловинах частіше відзначається порушення закону Дарсі. З іншого боку, чим більше акустичне протягом, тим більше відхилення від законуДарсі, і, можливо, воно практично визначається акустичним полем. Це твердження потрібно перевірити експериментально. В певній мірі доказом того, що порушення закону Дарсі визначається акустичним впливом, є трудність експериментальногоотримання лінійного закону фільтрації на кернах, як було встановлено А.П. Іванчуком, без застосування спеціальних глушників-фільтрів при наявності турбулентного потоку перед керном.

Інтенсивність кавітації, швидкість і характер акустичних течій, величинарадіаційного тиску, амплітуда коливань самої деталі залежить від частоти та інтенсивності звукового поля, фізичних властивостей рідини і особливо - від її температури. Разрушеніе, відділення та розчинення плівки забруднень при ультразвукової очищенні відбуваєтьсязавдяки спільному дії хімічно активного середовища і факторів, що виникають в рідині внаслідок накладення акустичного поля.

Схема приладу для вимірювання поглинання ультразвуку по швидкості еккартойского течії. Распространенним методом вимірюваннярадіаційного тиску при розвинених акустичних течіях є метод екранування радіометра непроникними для потоку плівками, розміщеними в безпосередній близькості від приймальні головки радіометра. Цей метод зменшує вплив потоку, але не повністю йоговиключає, так як потік виникає безпосередньо за екраном.

Якщо в даних умовах досвіду виміряти швидкість акустичного течії (при відомих значеннях зі, г, G, р, с) і незалежно від цього іншим методом визначити інтенсивність звуку /, то можна, здавалося б,виміряти відношення об'ємної в'язкості до сдвиговой в'язкості. Такі експерименти дійсно були поставлені.

У ряді робіт[27, 47, 38, 26, 34, 48, 3]за результатами дослідження акустичного течії визначені коефіцієнти поглинання звуку в рідинах. Як видно з (6.58) і (6.60), длявизначення коефіцієнта поглинання методом акустичного течії необхідно незалежно виміряти інтенсивність (або щільність звукової енергії) і швидкість потоку. Вище ми говорили, що радіаційне тиск робить істотні перешкоди при визначенні швидкостіпотоку по його динамічному тиску. Природно і зворотне: динамічний тиск потоку вносить помилки у вимір радіаційного тиску механічними методами (див. гл. При вимірюванні коефіцієнта поглинання цим методом розділення динамічного тиску потоку ірадіаційного тиску дещо ускладнюється тим, що мають бути створені умови, що відповідають теорії Еккарта.

Як видно, швидкість і градієнт тиску стаціонарного спрямованого акустичного течії відносно невеликі. Однак на тлі відносноповільного поступального течії, в зоні акустичного впливу, очевидно, відбувається і внутріпо-ровая кавітація, яка обумовлена ??турбулентним коливальним рухом.

Крім чисто механічного руйнування плівок забруднень, кавітація іакустичні течії інтенсифікують процеси емульгування і розчинення, супутні очищенню. Акустичні течії сприяють винесенню забруднень і покращують обмін миючого розчину в зоні очищення, радіаційне тиск поряд з кавітацією (але в значноменшою мірою) способт ствует руйнування забруднень. Експериментальні дослідження ультразвукових кавітаційних полів 111], вироблені за допомогою швидкісної кінозйомки, наочно показали, trro кавітаційні бульбашки є головним чинником, руйнуючимповерхневі плівки забруднень.

Залежність коефіцієнтів тепловіддачі від частоти ультразвуку (аа - коефіцієнт тепловіддачі при впливі на середу ультразвуку, а - те ж без ультразвуку. Таким чином, теплообмін визначається природною конвекцією,швидкістю акустичних течій і відносною величиною поглинання ультразвукової енергії в рідині.

Рівняння (6.40) є вихідним рівнянням при вирішенні завдань про акустичний плині із зазначеними обмеженнями. До цього рівняння необхідно ще додатирівняння безперервності.

При малих інтенсивностях ультразвуку впливають - на процес в основному акустичні течії. Зі збільшенням інтенсивності вирішальне значення для інтенсифікації електрохімічних перетворень набуває кавітація.

Велика ефективністькоагуляції і більш повне використання сил, створюваних акустичними течіями, досягаються розміщенням більшого числа паралельних один одному пластин.

Рівняння (6.40) і (6.43) з граничними умовами визначають завдання про стаціонарне акустичному плині в другомунаближенні.

Нарешті, кубічного нелінійність створюється за рахунок детектування звуку - формування акустичних течій.

Підводячи підсумок, можна сказати, що для визначення стаціонарної швидкості акустичного течії необхідно вирішити рівняння першогонаближення та отримані рішення підставити в праві частини (6.43) і (6.44) - (6.45), потім з (6.44) - (6.45) знаходяться VX t і уї. Після цього рішення (6.51) дає векторний і скалярний потенціали, звідки по (6.50) визначається швидкість течії. На відміну від розглянутих раніше наближень дляобласті пограничного шару і поза ним, де рішення було дано для чиселРейнольдса, великих в порівнянні з числами Маха, в цій теорії вихідні рівняння спрощуються по кінематичному ознакою: соленоідального або безвіхревое характером поля швидкостей першого наближення.

Я - Борисов[11]вказує на можливість виникнення в озвученої газоподібному середовищі акустичних течій. Підставою для такого припущення служить встановлений експериментально факт збігу інтенсифікує дії звуку з початком взмучіванія сухих порошків у вузлових точках стоячої хвилі.

Разрушеніе поверхневих плівок в рідині під дією ультразвуку відбувається завдяки кавітації і акустичним течіям. У деяких випадках, наприклад при очищенні контактним методом, коли ультразвукові коливання збуджуються в самому очищуваному виробі, певну роль можуть відігравати знакозмінні напруги, що виникають у плівці забруднень при згинних коливань деталі і сприяють відшаруванню плівки, якщо її втомну міцність незначна.

Мабуть, головним неперіодичним ефектом, що призводить до лікувальній дії ультразвуку, є акустичні течії (див. розд. Вони можуть бути викликані стійкими осцилюючими порожнинами або радіаційними силами як усередині, так і поза клітинами. Акустичні течії можуть впливати на середовище близько мембран, змінюючи градієнти концентрацій, впливаючи тим самим на дифузію іонів і молекул через мембрани.

Слід ще зазначити, що внаслідок різкого загасання ультразвуку в зоні кавітації розвиваються сильні акустичні течії (див. § 4 гл. Крім того, на кавітаційні бульбашки діють спрямовані сили радіаційного тиску . Внаслідок цього в зоні кавітації в обмеженому пучку відбувається інтенсивний рух рідини.

Метою цієї роботи є створення математичної моделі процесу кристалізації бінарного розплаву з урахуванням акустичних течій І нелінійної апроксимації фазової діаграми, дослідження особливостей і визначення можливості придушення ліквації з допомогою зовнішнього впливу.

. ОтслЕІваніе плівок пульсуючим водневим бульбашкою. Відразу ж після включення ультразвуку бульбашки водню в результаті інтенсивних пульсацій і під дією акустичних течій зриваються зі своїх місць, а на їх місці безперервно утворюються нові бульбашки водню.Реакція (XI-6) зсувається вправо, прискорюється процес під-травліванія металу, а, отже, зростає швидкість механічного відділення окисної плівки.

При вимірах радіометром інтенсивності ультразвуку завжди слід мати на увазі помилки, внесені внаслідок наявності акустичного течії.