Рыбопромысловая гидроакустика. Карлик Я.С - 146 стр.

метр. Поскольку 1 атм приблизительно равна 105 Па, соотношение между
интенсивностью и давлением определится выражением [7]:

                        [(0,707) ⋅ 105 pк ]2
                 Iк =                        = 3,3 ⋅ 10 −2 pк ,    (8.20)
                               ρc

где pк – пиковое давление акустической волны, вызывающей кавитацию, Па;
     ρ = 103 кг/м3;
     с = 1,5·103 м/с.
     В соответствии с этим выражением порог кавитации, равный 1 Па, экви-
валентен интенсивности плоской волны, составляющей 3,3·10-2 Вт/м2. Умно-
жив порог кавитации на площадь излучающей поверхности в квадратных
метрах, получаем максимальное значение выходной мощности в ваттах. Ко-
гда этот предел превышается, то возникают нежелательные явления: эрозия
поверхности излучателя; потери акустической мощности на поглощение и
рассеяние в области кавитационных пузырьков; искажение характеристики
направленности излучателя и понижение акустического импеданса среды, в
которой излучатель должен работать. Во всех этих случаях по достижении
порога кавитации характеристики излучателя постепенно ухудшаются. Воз-
никновение кавитации связывают с наличием в жидкости кавитационных
ядер. В соответствии с этим предположением, впервые высказанным Блей-
ком, этими ядрами являются микроскопические пузырьки воздуха в трещинах
или пустотах небольших твердых частиц, взвешенных в жидкости. Ядра ка-
витации могут существовать в виде свободных воздушных пузырьков, окру-
женных оболочками из органических включений, препятствующих растворе-
нию воздуха в воде. В акустическом поле эти мельчайшие пузырьки образуют
ядра, в которые диффундирует растворенный воздух под действием отрица-
тельных полупериодов давления акустической волны. Когда отрицательные
давления превышают порог кавитации, ядра под действием процесса, назван-
ного Блейком прямой диффузией, начинают увеличиваться в размерах за счет
того, что внутрь пузырьков проникает больше воздуха, чем выходит из них
наружу. Возникновение кавитации сопровождается несколькими интересны-
ми физическими и химическими явлениями, к которым относятся люминес-
ценция и разрушение химических соединений.
     Порог кавитации жидкостей в значительной степени зависит от ряда
разнообразных факторов, к которым относятся температура, содержание
растворенного воздуха и характер давлений, воздействовавших ранее на
жидкость. Порог кавитации излучателя можно поднять и соответственно
увеличить излучаемую мощность путем:
     – использования более высокой частоты;
     – уменьшения длительности импульса;
     – увеличения глубины (гидростатического давления), на которой ра-
ботает излучатель.

                                         146