ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
а N
2
– в газовых звукохимических реакциях, конечным результатом которых является фиксация азота:
222
)))NOON →+ ,
322
)))NHHN →
+
;
2) во-вторых, химически активные газы, проникая в кавитационную полость, участвуют, так же как
и благородные газы, в передаче энергии электронного возбуждения молекулам воды, а также в процессе
перезарядки. Здесь символом ))) обозначено химическое действие звука.
При схлопывании кавитационного пузырька в раствор переходят радикалы Н°, ОН°, ионы и элек-
троны малой энергии, образовавшиеся в газовой фазе при расщеплении молекулы Н
2
О и веществ с вы-
сокой упругостью пара, продукты их взаимодействия и частичных рекомбинаций, а также метастабиль-
ные возбужденные молекулы Н
2
О.
Суммарную схему кавитационного расщепления молекул воды представляют в следующем ви-
де:
.OH,H,OH,)))HOH
2222
oo
→
Возникающие в системе активные частицы после перехода в раствор сольватируются и реагируют с
растворенными веществами. На этой стадии, когда осуществляются косвенные действия акустических
колебаний, на ход процесса могут оказывать влияние практически только химически активные газы –
О
2
и Н
2
.
В конечном счете, воздействие кавитации на водные растворы сводится к единственному процессу
– расщеплению молекул воды в кавитационных пузырьках. Независимо от природы растворенных ве-
ществ, звук действует на одно вещество – на воду, что приводит к изменению ее физико-химических
свойств: увеличению рН, электропроводности воды, увеличению числа свободных ионов и активных
радикалов, структуризации и активации молекул.
Исследования сонолюминесценции, звукохимических реакций и выдвигаемые многочисленные ги-
потезы, объясняющие эти явления, на данный момент позволяют сделать только один вывод: природа
первичной активации молекул внутри кавитационного пузырька является либо тепловой, либо электри-
ческой. Более подробно с этими явлениями можно ознакомиться в [14, 19, 21].
Эрозия твердого тела (разрушение поверхности), очистка поверхностей, удаление заусенцев и
микронеровностей, диспергирование твердых частиц и эмульгирование осуществляются, в основ-
ном, двумя характерными проявлениями кавитации: ударными волнами и кумулятивными струйка-
ми, образующимися при схлопывании кавитационных пузырьков.
На поверхностях частиц и твердых тел имеются концентраторы напряжений в виде микротрещин,
неровностей поверхности и т.п., на которых образуются зародыши кавитации. Под действием звукока-
пиллярного эффекта и интенсивных микропотоков жидкость проникает в поры и трещины, где при за-
хлопывании кавитационных пузырьков возникает мощная ударная волна, способствующая разрушению
материалов. Кумулятивные струйки разрушают поверхность твердого тела за счет кинетической энер-
гии жидкости. Мелкие частицы твердого тела, размеры которых соизмеримы с поперечным сечением
кумулятивных струй, увлекаются ими и дают дополнительный вклад в процесс разрушения твердых
частиц, находящихся в жидкости. Более подробно ознакомиться с кинетикой диспергирования, очистки,
эрозии и эмульгирования в поле акустической кавитации можно в [10, 11, 16, 13 – 25].
Методы исследования кавитации можно разделить на прямые и косвенные. К прямым методам от-
носятся:
1) визуальные – фото-, кино- и видеосъемка кавитационных образований;
2) акустические – измерение давления в ударной волне, излучаемой одним или совокупностью ка-
витационных пузырьков при пульсациях и схлопывании.
Косвенные методы включают в себя такие методы как:
1) фотоэлектрический – регистрация сонолюминесценции при кавитации;
2) химические – исследование изменения массы, концентрации или объема химических реагентов
за счет звукохимических реакций в кавитационном поле;
3) гидродинамические – изменение гидродинамических параметров потока жидкости, связанных с
интенсивностью кавитации;
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- …
- следующая ›
- последняя »
