Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 128
Текст из файла (страница 128)
Генератор при этом работает по схоме аетоматнч. подстройки частоты на резонанс колебательной системы. В УЗ-вом Т. без авгоподстройки частоты эффект регистрируется по изменению входного электрнч. сопротивления преобразователя при фиксированной частоте генератора. Показания прибора калибруются с помощью набора образцов определенной твердости. Поскольку УЗ-вой Т. фактически измеряет сопротивление акустич.
нагрузки, к-рое существенным образом зависит от волнового сопротивления иамеряемого материала, градуировка справедлива для материалов с блкзкимы акустическими параметрами. Достоинство УЗ-ваго Т. по сравнению с обычными измерителями твердости, основанными на определении размеров оставленного индентором отпечатка,— в его быстродействии, а таклче в том, что индикация осуществляется непосредственно в момент воздействия индентора, т, е, исключаются погрешности, связанные с восстановлением исходного состояния поверхности после прекращения контакта. Выпускаются УЗ-вые Т., измеряющие твердость поверхности в пределах от 20 до 70 единиц по Роквеллу с точностью до ж! в течение (О с. литл к !ееаа11е1 с., О 1абке11 ц., апмгааатсэ», 1968, ч.
б, 96 3, Р. !75— 1891 1969, ч. 7, Ьа 1, р. 57 — 69; Казаки е э И. Ф. к д р., «Открытка, кэобретекия, праиышл абраэцы, токарные акакию 1976, Га 17, а. 147. В. Ф. Казаииаа. ТЕПЛОМАсСООБМЕН В УЛЬТ РАЗВУЕОВОМ ПОЛŠ— процесс из51енепня температурных и концентрационвых полей в газообразной или жидков среде вследствие иаменения гидродинамич.
характеристик среды под воздействием интенсивных акустич. колебаний. Механизм воздействия в основном связан с появлением акустических течеиий, обусловленных поглоще- ТЕПЛОМАССООБМВП В УЛЬТРАЗВУКОВОМ ПОЛЕ кием ультразвуковои энергии в среде (эккартовы потоки) и в пограничном слое у поверхности твердых тел (рэлсевские потоки в стоячей волне, микропотокн у препятствий), а также движением колеблющихся излучающих поверхностей.
Преимущество акустич, потоков перед оГ>ычными гидродинамическими — в малой толщине их пограничного слоя 6, = = (Мл1 (г — коэфф. кинематич. вяаности, 1 — частота колебаний) н в возможности его утоненвя путем увеличения частоты колебаний. Это в свою очередь приводит к уменьшению толщины температурного или концентрационного пограничного слоя и увеличению тем самым градиентов темп-ры или концентрации, определяющих скорость переноса массы или тепла. В газах Т. в у.
п. имеет место при горении е улыпраееуноеом поле, в Процессах УЗ-вой су>ини, при химикотехнологич, процессах, протекающих в жидкой фазе. В жидкостях Т. в у. п. способствует ускорению процессов смешения, перегонки или диффузии (экстракция, пропитка, сорбция, кристаллизация, растворение, УЗ-вая дега зация). Интенсифицирующее действие акустич. Колебаний на Т. в у.
п. проявляется начиная от нек-рых пороговых значений звукового давления ркэ. В условиях свободной конвенции этот порог определяется соотношением двух сил, действующих на алемент объема среды: силы, связанной с акустич. потоком, и подъемной силы. Для тел простой формы (шар, цилиндр, плоскость), для к-рых иавестны аналнтич. выражения скорости акустич. потоков, значения рнр могут быть вычислены. Напр., для плоскости, раамер к-рой в направлении распространения волны много больше Л>2 (Л вЂ” длина волны), в случае теплообмена Рвр = Ус У ит УРс(Те Т >) т ге2,5 где р — плотность среды, с — скорость звука, у — ускорение силы тяжести, () — изотермич. сжимаемость, Те и Т вЂ” темп-ры на поверхности тела и в окружающей среде. В случае массообмена справедлива та же ф-ла, только разность темп-р заменяется разностью концентраций, а изотермич.
сжимаемость — величиной, обратной плотности среды, При вынужденной конвенции (т. е. при наличии внешнего потока) степень влияния акустич. колебаний на процесс теплоотдачи определяется соотношением между энергией звукового поля и кинетич. энергией внешнего потока, а также возможностью воздействия на гидродинамич. неустойчивость последнего. В случае, когда акустич. энергия сравнима с энергией потока, Т, в у. и.
идет за счет анергии звуковой волны. Если энергия акустич. волны меньше энергии потока, то ее влияние на тепломассообмен осуществляется за счет измененця характеристик потока (интенсивности и масштаба турбулентности) под действием акустич. колебаний, т. е. за счбт энергии самого потока. В последнем случае акустич. энергия может быть весьма незначительной и составлять доли % от кинетич.
анергии потока, поатому интенсификация процессов в УЗ-вом поле возможна даже при высоких скоростях внешнего потока. Например, при теплоотдаче от цилиндра в поперечном потоке относительное увеличение теплообмена под действием звука (диаметр цилиндра меньше Л>2) наблюдается не только прн малых Рейнольдса числах (Лен (1000), т. е. в условиях, близких к естественной конвекции, но и при раавитом турбулентном потоке ()че 8000 — 10000), где имеет место усиление естественных вихрей акустич. колебаниями. Ускорение процессов Т. в у.п.
аависнт от интенсивности звука и от скорости процесса в обычных условиях (точнее, от превышения рабочего уровня звукового давлении над пороговым), а также от ряда других факторов и может достигать 200— 300%. Нак правило, для большинства процессов уровень р„ составляет 120 †1 дВ, поатому йнтенсифицирующее действие УЗ наблюдается прн достаточно высоких плотностях потока акустич. анергин от 0,01 — 0,1 Вт>смэ и выше. Частотный диапааон, испольауемый при Т. в у.
и., определяется гл. обр. необходимостью работать в неслышимой области и вместе с тем частотной зависимостью затухания звука в среде. Обычно он лежит в области высоких авуковых и низких ультразвуковых частот (12 — 40 ЗХП). 342 ТЕРАПИЯ Лишь в случае использования акустических колебаний длн воздействия на гидродинамнческую неустойчивость потоков применяются сравнительно низкие частоты килогерцевого диапазона. Ввиду сложности математнч. описания процессов Т. в у. п. исследования их проведены гл. обр. в эксперинентальном плане, получены аависнмости скорости процессов от различных факторов (наиболее полные данные получены для теплообмена и дегазацви зкндкостей).
Процессы Т. в у. п. описывают с помощью критерия Нуссельта Л7и. Он характеризует конвективный тепломассообмен и представляет собой отношение имеющей место в действительности плотности потока тепла или массы к соответствующей плотности потоке, к-рая была бы в условиях чистой тепло- или массопроводности. Наиболее полные данные по зависимости Л'и от параметров звукового поля, форыы поверхности раздела, характеристик среды, гндродинамич.
параметров внешнего потока получены для процессов теплообмена. При этом аналитич. зависимости имеются лишь для нек-рых частных случаев применительно к телам простой форМы. Для цилиндра и шара (й(А) Л'и =- Апз(ф' 2к~0, где пз — амплитуда колебательной скорости частиц в азуновой волне, 2) — коэфф.
днффуаии при массопереносе и коэфф. температуропроводности при теплообмене, А — коэффициент массообмена; для шара А = 2,4, а для цилиндра А = (,66. При интенсификации процессов Т. в у. п. в газовой фазе применяются В ОснОвнОм газвструйпыв излучатели либо используется возбуждение колебаний внешним потоком в резонаторах (как это имеет место в свистках), помещаемых на теплообменной поверхности.
В случае работы в жидкостях нспольауютсн лзазнитвсзприкциаппые преабразааатели, пзвзаэлвктричвскив преобразователи и жидкостные свистки. Наибольшее распространение получил Т. в у. п. в химической (экстракция, перемешивание) и в металлургической (дегазация расплавов) промышленности. Литл Накорппоз В. к др., Тепло- и массообмеп в звуковом пепе, Йозосаб., 1970; В у з н н к В. М,, Интенсификации теппообызка з судовых устанозках, Л., 1969; Физические псковы ультраззукозоа технологии, М., 1970, с.
253 — 336, 515 †, 579 — 616. ДЬ Я. Бврисав. ТЕРАПИЯ у л ь т р а з в у к он а я — лечение и профилактика ааболеваний человека с помощью УЗ. Терапезтпч. действие УЗ на организм человека обусловлено совместным действием ряда факторов: механич. колебаний ткани, эффектов физико-хнмич. характера, а также тепла, выделнющегося при поглощении в ткани УЗ-вой энергии (см. Двйствив Ъць нэпу тере цепе цзза у 1— в скак накладка; в— 1 т Л зздцаа электрод;  — корпус;  — прижимная пружина; 6 — изолирующая втул- ка; 7 — кабеэь.
ультразвуки иа бпалогические объекты), УЗ является своеобразным каталиаатором, ускоряющим установление равновесного с физиологич. точки зрония состояния организма, т. е. здорового состояния. Так, озвучивание здоропых тканей при терапевтич. УЗ-вых дозах не приводит к столь заметному изменению в обмене веществ, к-рое наблюдается при воздействии на воспаленныо ткани. Таким образом, УЗ окааывает влияние в основном на больные, а не на здоровые ткани. Для УЗ-вой Т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
