Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 118
Текст из файла (страница 118)
диполь (см. 77элрчакие звука), ось к-рого вращается синхронно со струей. Вихревые С. просты и надежны в работе, но их мощность в УЗ-вом диапазоне частот (до 30 крц) не превышает единиц Вт, Увеличение лгощности можвт быть достигнуто путем искусственного понижения давления по оси камеры либо с помоп1ькг установки внутри камеры цилиндрического резонатора, настроенного иа частоту излучения.
Вихревые С. используются в газовых горелках (см. Горение и ультра«вука«пи диле), а также применяются для обработки жидкости (для УЗ-ваго расимлекил топлива в форсунках или для обработки сускензий, напр. цементного теста). Жидкостные вихревые С., выполненные по принципу гааовых, применяются для получения эмульсий (см. Эмуль«ира«ание ультразвуковое). Простейший С. с тангенциальпыи вводом струи в реаонатор, т. н. губной С,(рис. 2,а), лежит в основе ряда конструкций мощных излучателей. Его работа основана на высокой чувствительности плоских струй к боковому давлению: при весьма малых изменениях давления у корня струи она заметно меняет свое направление.
При продувании воздуха через щелевое сопла в случае малых скоростей истечения (избыточное давление Р„ воздуха до 0,1 кгсгсм«) тангенциально расположенный цилиндрич. реаонатор с продольной прореаью можно рассматривать как объемный, частота к-рого определяется ф-лой: л зя г а где и — коэфф., зависящий от размеров и формы отверстия (и — — 0,7 — 0,75), Ь вЂ” длина резонатора, 1' — его объеы; если диаметр резонатора г( выражен в см, то А = 5100 см(с. Периодически наполняясь и разгружаясь, роаонатор управляет движением струи, вследствие чего возникают периодич.
сжатия и раареженвя воздуха, распространяющиеся в виде аиустич. волны. Кпд «губпыхь С. достигает 28«гь при иощвости около 1 Вт. Применяются они в системах сигнализации и дистанционного управления механизмами. Один из методов повышения мощности без снижения кпд— использование многоэлементной системы, в к-рой отдельные С, синхронизованы между собой. Второй способ повышения мощности путем увеличения давления и расхода газа реализуется в С. Левавассера, представлягощем собой тело вращения в виде кольцеобразного сопла 4 с тороидальным резонатором 5 (ркс.
2,б). Такие С, выполняются со вторичными (тоже тороидальными) резонаторами б, обеспечивающими увеличение амплитуды колебаний и облегчающими согласование излучателя с выходным экспоненциальным рупором 7. Частота за ука, возбуждаемого С. со вторичным резонатором, расположенным снаружи СДВИГОВЫЕ ВОЛНЬ1 315 от основного, определяется выраже- нием: А тг П-' д 7 = —,'~~ — Гц, .и где П вЂ” средний диаметр тороида, г( — диаметр его образующей окружности в см, а А = 7030 см(с. При Рн — — 0,4 кгс)смз и расходе воздуха 300 мз(ч С. Левавассера имеет мощность звука 260 Вт при кпд 21Н. Рио.
2. а — схема огубногог свистка: !в щелееое еоогю, 3 — днлиндричгскнй резонатор, г — щель е резонаторе с острым краем; б — разрез оваотка Лезавасоера: Э вЂ” сопла, 5 — основной (тороадальный) реаонатор, г — вторкчный (торондальный) резонатор, 7 — горло рупора. Подобные С. могут работать и при сверхзнуковых режимах течения (Ри ) 1,0 кгс)сиз). В этом слУчае струн, попадав в резонатор, обтекает его ивнутри и, действуя под прямым углом к потоку, выталкивает поток из ревонатора; давление в резонаторе падает, и струя возвращаетсн в свое первоначальное положение.
При Рн = 2,5 кгс(сьП мощность С. возрастает почти вдвое (470 Вт), но кпд снижается до 10,8%. С. типа С. Левавассера применяются длл интенсификации ряда технологических процессов. Иэ жидкостных С, наиболее распространены С. пластинчатого и стержневого тинов (си. Гиородинамичгсние излучатели). Те и другие работают на принципе возбуждения ревонансных колебаний вибратора в виде пластины или стержни с помощью струи жидкости, подаваемой под большим давлением (до 20 атм). В пластинчатых С. струн вытекает из плоской щели, а в стержневых — иэ дискового сопла, перед к-рым с зазором расподожен плоский или профилированный отражатель. Струя иэ сопла направляется на ваостренную кромку пластины или рассекатель стержня; возникшие при этом вихри в свою очередь воздействуют на струю у выхода иэ сопла,модулирув ее и обеспечивая интенсивные автоколебания в системе струив вибратор.
Собственная частота вибратора зависит от его раамеров, упругих свойств материала и способа вакрепления. Жидкостные С. используются гл. обр. в качестве гидродинамич. эмульгаторов, при атом проиаводительность пластинчатых С. достигает 2000 л/ч, а многостержневых — в несколько рав больше. Лож, Г а а р о В., з кнл Акустическая коагуляцня аэрозолей. Сб. переводов, М., 19Е), .
1! — Щ; Г ерш гал Д. А., Ю рням а и В. М., Ультразвуковая айпаратура пронншленного назначения, М., 1967; В е р г и а н Л., Ультразвук и его применение з науке и техннне, аер. с нем., 2 иод., М., 1957. ак Л. Нориоог. СВОБОДНЫЕ КОЛЕБАНИЯ— колебания, совершающиесн в колебательной системе, выведенной иэ состоянии равновесия ипредоставленной самой себе. Любое С. к.
данной колебательной системы можно представить в виде суперпоэиции нормольинг колебаний (собственных колебаний) атой системы. СДВИГОВЫЕ ВОЛНЫ вЂ” поперечные д~Рдгие годки, распространлющиеся в твердых телах. Смещения частиц в С. в. перпендикулярны направлению распространения волны, а деформации нвляются деформациями сдвига, (разевая скорость С. в. с! = )гд'о, где р — модуль сдвига материала, р — его плотность. Для больпгинства твердых тел аначения фазовых скоростей С. в. составляют 1,7 — 3,5 км'с. В анизотропных твердых толах (кристаллах) С.
в. могут распространяться только н определенных направлениях, причем их фазовая скорость зависит от направления их распространения. При проиавольном направлении распространении движение в волне усложняетсн, и она переходит в квазипоперечную волну в кристалле. На гиперзвуковых частотах — 10' Гц и выше С. в. могут существовать и в жидкости иа-аа наличии у нее в атом частотном диапааоне модуля сдвига.
лото ландау л. Д., л к Ф ш и ц Е. М., Теория упругости, 3 йзд,, М., !9З5 (Теоротнч. Физика, т. 7), гл. 3, 5 22, 27; К о л ь с к н й Г., Волны напрнженйя з твердых телах, оер. с англ, М., 1955, ч. 1, гл. 2, 1 1 — 5; Н е р г и а н Л., 5'льтрааеуй н его применения з науке н технике, аер. с нен., 2 нзд., М ., 1957, гл. 5, 5 1; Р 1 о с е- 81В СЕГНЕТОЭП ЕКТРИКИ ге11! К., Ь 11о т ! !в Т, А., Юпгввоя!с ге!вхвпои вьеаг виа чо!и!ве э!асов!!у о1 !штв к1уовгвэче, «зАЗА«, 1957, ч.
зэ, № э. и. А. Вити«ров. СЕГНКТОЭЛЕКТРИКИ вЂ” кристаллические диэлектрики и пвлуярвввдиики, обладающие в определенном интервале температур спонтанной поляризацией, возникающей в результате фазового перехода. Вследствие этого у С., квк правило, наблюдаются аномалъно большие значения диээ!ектрнч проницаемости и пъезовлектрич. постоянных, сильная зависимость свойств от темп-ры, алектрич, гнстерезис, нелинейные эффекты. С. являются разновидностью пировлектриков (см. Пирвэлвкг ричегтвэ, Сввиетвэлвктри'«вг тв в) . Высоиая чувствительность С, к внешним воздействиям поаволяет широко использовать их в технике и в физпч, исследованиях.
В частности, С. (гл. обр. пьезокерамика) благодаря сильному пъезоэффекту широко искольауются з начестве материалов для аьвэээлвмвитвв В пьвэвэлектричвгкиа и р е об р а« в в а т вл л а . Существует весьма большое число С. раалнчного химич, состава, в т. ч. твердьзх растворов, как моыокристаллов, так и поликристаллов. Классификация С. может осуществляться различными способами: по характеру фазового перехода (1-го и 2-го рода) вблизи Кюри твчю«, по типу связей между структурными элементами кристаллич. решетки и др.
Наибольшее распространение получила классификация С. на основе структуры и связанной с ней симметрии кристаллич. решетки. 1) Г р у и и а С. со структурой типа и е р о в с к и т а (основной представитель — титанат барин ВаТ!Ов]; общая ф-ла: АВОв. Характерная особенность атой группы — наличие кислородного октаэдра, внутри к-рого располагается 4-валентный иои редкоземельного элемента (Т1, Хг) или другие ионы, ял!еющне сравиительыо малый радиус. Выше точки Кюри кристалл имеет кубич.
структуру. В вершинах куба располагаются ионы В (свинца, стронция и др.). Ионы кислорода размещаются в центрах граней куба, образуя октаадр. Согласно теоретич. представлениям, спонтаныая поляриаация является результатом смещения ионов Т! из центра к одыому ыэ ионов кислорода;при этом решетка деформируется и становится тетрагональной. Помимо титаната бария, в этой группе С. иавестыы РЬТ!О„ БТТ!Оэ, СбТ!Оэ и др. (цирконат свинца РЬХгОв является антисегнетоэлактриком).
Все эти соединения могут существовать нак з виде монокристаллов, так и в виде полвкристаллич. керамики (см. Пьвэвкврамика). Важная особенность С. со структурой перов- скита — способность образовывать сегнетоэлектрич. полякристаллвч. твердые растворы с другими соединениями, имеющими аналогичную структуру, напр. ВаТ!О, — СаТ!Ов! РЬТ10в— РЬХгОв; ВаТ!Оэ — 8гТ10з. Это йозволяет создавать новые виды пьезонерамики и в определенных пределач управлять ее свойствами. 2) Группа сегнетовой сол и (НаКС Н О .4Н О). Спонтапяая поляриаация буществуот в иятервало от — 18 до 24*С, з к-ром кристалл относится к моноклиыному классу симметрии, а вне его имеет ромбич.
структуру. Предполагается, что поляризация обусловлена наличпем дискретных, смещйнных из центра симметрии положений иона водорода. К этой группе относится ряд иэоморфных кристаллов — С., а к-рых нек-рые из атомов аамещены, напр. вместо Н,О в формулу включена тяжелая вода О«0, вместо Еа клн К вЂ” рубидий ВЬ. Сегнетова соль обладает очень высоким коэфф. электромехаывч. связи и используется, подобно нек-рым керамич. перовскитам, в качоство пьезоэлектрического материала. 3) Группа дигидрофосф а та к а л и я (КН,РО«), или сокращеныо КОР, при комнатной темп-ре имеет тетрагональную решдтку, прп темп-ре †1 "С переходят в сегнетоалектрич. состояние и решетка становится ромбической.
Возникновение спонтанной поляризации связывают с особеныостями связи водорода с соседними группами РО«. Известью большоо количество изоморфных КН,РО« соединений, в т. ч. дигидрофосфат аммония (АОР), к-рые находят применение а различных электрооптич. устройствах. Кристаллы АОР использовались также для изготовления пъеаоэлемеытов. 4) Группа ы и о б а т а л ит и я (!.ПТЬОэ) имеет ромбоэдрич. структуру.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
