ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
==
0
к
к
T
E
N
η=η N
T
E
0
, (2.28)
где N – мощность первичного
звука, Вт.
Таким образом, кавитаци-
онная область представляет
собой своеобразный транс-
форматор мощности, в кото-
ром сравнительно медленно
накапливаемая энергия осво-
бождается в течение
очень короткого
Рис. 2.4 Образование
«шероховатостей» на по-
верхности кавитацион-
ного пузырька с
кумулятивной струйкой
[14]
времени, в результате чего мгновенная мощность во много раз превосходит среднюю, вводимую излу-
чателем в кавитационную область [23].
На развитие и интенсивность кавитации большое влияние оказывают внешние условия и свойства
жидкости. При кавитации в дегазированной жидкости в кавитационные пузырьки поступает меньшее
количества воздуха, чем в отстоявшейся, что приводит к уменьшению демпфирующего эффекта парога-
зовой смеси в пузырьке при его смыкании и возрастании давления в ударной волне. Дегазация жидко-
сти приводит к уменьшению области кавитации с одновременным увеличением интенсивности ударной
волны, создаваемой кавитационными пузырьками [13]. При повышении температуры давление внутри
пузырька, определенное давлением пара и газа, увеличивается, и ударная волна ослабляется, но это
также приводит к росту кавитационной области.
Из теоретических предпосылок следует, что увеличение гидростатического давления приводит к
уменьшению времени захлопывания пузырька и увеличению интенсивности ударных волн. Экспери-
менты, проведенные по исследованию кавитационной эрозии, сонолюминесценции и измерению ам-
плитуды давления в момент захлопывания кавитационного пузырька, показывают, что увеличение гид-
ростатического давления приводит к заметному увеличению этих явлений, а затем некоторому умень-
шению с выраженным оптимумом. Все эти зависимости получили многочисленное экспериментальное
подтверждение в различных исследованиях [13].
Акустическая кавитация в жидкостях инициирует различные физико-химические явления; сонолю-
минесценцию (свечение жидкостей); химические эффекты (звукохимические реакции); эрозию твердого
тела (разрушение поверхности); диспергирование (измельчение твердых частиц в жидкости) и эмульги-
рование (смешивание и гомогенизация несмешивающихся жидкостей).
Сонолюминесценция и звуковые химические реакции являются генетически связанными процесса-
ми, могут оказывать взаимное влияние, но в принципе они могут осуществляться независимо один от
другого [14, 19]. Ультразвуковая люминесценция и свечение, возникающее при гидродинамической ка-
витации, являются близкими по своей природе процессами. При экспериментальном исследовании ка-
витации в низкочастотных звуковых полях была выявлена аналогия по физико-химическим эффектам
между низкочастотной и ультразвуковой кавитацией [14, 19].
Модель физико-химических процессов, происходящих в кавитационном пузырьке и прилегающем к
нему объеме жидкости, представляют в следующем виде [14]. В кавитационную полость могут прони-
кать пары воды, растворенные газы, а также вещества с высокой упругостью пара и не могут проникать
ионы или молекулы нелетучих растворенных веществ. Выделяющейся в процессе схлопывания пузырь-
ка энергии достаточно для возбуждения, ионизации и диссоциации молекул воды, газов и веществ с вы-
сокой упругостью пара внутри кавитационной полости. На этой стадии любой из присутствующих газов
является активным компонентом, участвуя в передаче энергии возбуждения, перезарядке и других про-
цессах. Действие звукового поля на вещества, проникающие в полость, является непосредственным,
прямым, причем действие активных газов О
2
, Н
2
и N
2
в кавитационной полости двойственное:
1) во-первых, О
2
и Н
2
участвуют в реакциях трансформирования радикалов:
oo
22
НООН →+ , О,НННОН
22
+→+
oo
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- …
- следующая ›
- последняя »
