Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 148
Текст из файла (страница 148)
компоаициокных материалах, для локации дефектов н изучении кинетики развития трещин в сварных швах и др. Но параметрам Э, судит о процессах в кристаллпч. телах при их нагревании и охлаждении, напр. регистрируют в металлич. материалах фазовые превра<ценил мартеиситвого типа. Акустич. Э. используется также при выборе режиыое роааыия металлов.
В производственных условных методы акустич. Э. прнменкготс» дпк локализации и определении параметров дефектов и наблюдения аа их развитием при испытаниях сосудов высокого давления, элементов конструкций равличного типа, в т. ч. элементов ракет и самолетов. Ливии Г р в ш и и к и в В. А., Д р об о т КХ Б., Апусткчепквя эмиссия, М .. !976; К э тт р ел А.
Х., Дксппнпипи к ппвстпзескпв течение в крнстппавв, М., 1958; Пипеаап Н., Нягг<в В., ип1- 1<ввп<бсвь 1969, э. 7, № 5, р. 169 — 66; Мпэпкэ<Л.Р. К Лр,твижв,1<му,т 12, №3, р. 126 — 75: Эгвьев 1.,пеево( у аг Р., так я<в,!977, ч. 15, № 1, р. 17 — 29. И. 71, Гэлвиинв, Г. Н. Эвн ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ у л ь т р аз з у к о в о е — переход одной из взаимно нерастворимых жидкостей в дисперсиое состояние в среде другой под действием акустич.
колебаний,> нли, иначе, УЗ-вое диспергирэвакив жидкости в жидкости. УЗ-вое Э.поаеолиет получать зысокодисперсные, практически однородные и химически чистые эмульсии. Длк протекания УЗ-ного 3, необходима кавитазип, условии возыинноэевия и протекания к-рой определяют основные зависимости Э. от интенсивности и частоты УЗ, темп-ры, давлении, наличии растворенных газов и т. п. Детальный механизм обрааования капель эмульсии под действием кавитации ве известен, существу<от лишь гипотезы. В соответствии с одной иа ких кавитационкая полость в одной из жидкостей вблизи раздела двух фаэ в стадии захлопывания увлекает и отрывает капельки от общ<й массы другой жидкости. Другак гипотеза объксвя- 394 знвргия звонковой волны ет обрааование эмульсии распадом ва капельки кумулятивных струй, образугощихся при несимметричном захлопыеанни кавитационных полостей, Э.
ва |ивается, когда интенсивность 1 УЗ нревышает нек-рое пороговое значение Ее, ниже к-рого процесс не протекает. Напр., уя для систем масло— вода на частота 25 кГц леяшт в пределах от долек Вт)сыг до нескольких Вт!смз. Величина 1и снижается, если Э. протекает вблизи поверхности твердой фазы, инициирующей образование кавитации. При 1 ) )а скорость образования эмульсии растет с увеличением интенсивности УЗ. С увеличением времени экспонирования концентрация эмульсии возрастает, достигая век-рого предельного значения. Существование предельной концентрации обусловлено одновременным протеканием процесса противоположного направления — акустнч.
леагуляции — и измевевием в Ходе процесса условий для возникновения кавитации. Выражение, ояисывагощее кинетику УЗ-ваго Э. с учетом протекания коагуляции, имеет вид: где У вЂ” объем рассматриваемой эмульсии, С вЂ” концентрация, А— площадь границы раздела двух жидких фаз, сг и )) — параметры, зависящие от акустич. полн, свойств границы раздела и других условий эксперимента. Ао — скорость образования дисперсной фазы, ЗУСа — снорость коагуляции, я — показатель коагуляции, равный числу взаимодействугощих частиц. Э. может протекать в пгироком диапааове частот; практически используемые частоты не превышают 2— 3 ЙГц.
Диаметр капель дисперсной фазы не аависит от интенсивности УЗ и незначительно ааеисит от частоты. Так, напр,, при увеличении частоты УЗ с 20 кГц до 2 МГц диаметр капель уменьшается лишь вдвое. Минимальный размер капель при УЗ-вом Э.— 10 ' мкьг. Образование дксперсной фазы облегчается с понижением вязкости исходных компонентов. С уменьшением межфазпого натяжения снижается значение 1„, а при заданных вадпороговых значениях 1 можно получать более концентрированные эмульсии. В зависимости от типа излучателя ультразвука, применяемого в эмульгирукгщем устройстве, рааличают два слюсоба Эл 1) с использованием магнитострикционных или пьеаоэлектрич. преобразователей, создающих УЗ-вое поле в сосуда со смешиваемыыи жидкостямн.
Это сравнительно дорогой способ Э., поаволяющий получать высококачественную, практически монодисперсную эмульсию. Производительность УЗ-ваго Э. составляет десятки и сотни литров эмульсии в час. 2) С использованием гидредиаамичггяил излучателей. В этом случае струи смешнваемых жидкостей подаются из сопла на острый край вибратора жидкостного свистка. Помимо кавитации, диспергируюгцее действие здесь окааывают турбулентные пульсации скорости и давления в струе. Таино эмульгирующне устройства просты з изготовлении и эксплуатации, поаволяют достигнуть больших проиаводительностей — порядка тысяч н десятков тысяч л!ч, однако качество элгульсии иигке, чем при первом способе Э.
лат.г н е д у ж в й с. А., иселедезаязе процесса обрагогаява гыулыай, вызываемого действием звуковых в ультразвуковых келебаяяй, чдкуст. ж.ч, !961, т. 7, в. 3; е г е ж е, О характере аегмужезий, вызмгаюжях образование дисперсией фазы еыулгсяв в акустическом поле, там же, 1994, т. 19, и. 4; Аграиат Б, А, идр., Уаьтрагеуй з гидрометаллургвк, М., 1999, с. 127 — ЗЗ; Б е р г ы а н Л., Ультразвук я его применение г звуке к тегаане, аер, с веы., 2 кгд., М., 1957, с.
462 †; А г р аз а т Б А. й д р., Ультразвуковая техвологя», М„ 1974 О. Я. Оччадиаслнц. ЭНКРГИЯ ЗВУКОВОЙ ВОЛНЫ— добавочная энергия среды, обусловленная наличием звуковых волн. Э. з. в. единицы объема среды паз. плотностью звуковой энергии Е и равна:.
9рг Е= — + —, 2 2 где первый член — плотность кинетич. энергии Еквкг а второй — плотность потенциальной энергии Еяот. р— плотность среды, )) = 1!ргз — сжнмаемость среды, с — скорость звука, р— колебательная скорость частиц, р— звуковое давление. Для плоскои бегущой волны Екав = Еяот и плотность полной энергии Е = раг .= '))рг. В произвольной волне такое же выражение имеет место для среднего по вреыеия значения плотности полной звуковой энергии. эхолот Плотносю внуковой энергии в системе единиц СИ иэмеряется в Дж)ме, в системе СГС вЂ” в эрг!смз; 1 эрг)сне =— = 10 ! Дж/мз. Для гармонич.плоской бегущей внуковой волны средняя по времени плотность энергии равна: Е =- з!хрп' =- !)хбрьэ, где ее и ров амплитуды колебательной скорости и давления, В стоячеп волне в отличае от бегущей средние по времеви эначепия кинетич.
и потенциальной энергии не равны друг другу в каждой точке: — 1 Екпн = а ()р' (1 — соя 2йх), Енот = — фр* (1 + соа 2)ея), а где )с — волновое числа, а координата х отсчитывается от пучности давления. Значение Е'„„„ достигнет максимума в узлах, а, Е„о — в пучностях давления. Средняя по времеви (или по пространству) плотность полной внуковой энергии в стоячей волне равна !),))рх. При наличии в среде нескольких гармонич. волн разных частот плотности энергии складываются; для волн же одинаковой частоты плотности энергии ве аддитиввы, напр. при сложении двух одинаковых волн, когда амплитуды во всех точках среды удваиваются, плотность энергии учетвернется. ЭХΠ— волна, отраженная от к.-л.
препятствия и привнтан наблюдателем. Анус! ич. Э. можно наблюдать, напр., при отражении импульса акуетнчеекоез от хорошо отраясающих границ. Э. различимо на слух, если принятый и посланный импульсы раэделены интервалом времени т пэ 50— 60 мс. Э. становится иногократным, если имеется несколько отразкающих поверхностей. В замкнутых объемах отдельные многочисленные Э. сливаются в сплошной отэвук, наа. р е в е рб е р а ц и е й. Последняя мояеет вовникать также в открытом пространстве, например в море, при наличии очень большого числа отражающих объектов.
Э, используется как средство ивмеренля расстояния г от источника сигнала до отражающего объекта: г = =- ст!2, где с — скорость распространения волн в среде. На этом принципе основаны различные применения эхо- сигналов в еидролокации, в навигации; существуют специальные эзолоти для намерения глубины морского дна. Эхометоды испольвуются в УЗ-вой дефеь тиекзпии, УЗ-вых уроенемерак и других приборах, свяэанных с контрольно-иэмерительнн.ки применениями ультразеука. Акустич.
Э. служит для нек-рых животных средством ориентировки и поиска добычи (см. Лзкация). ЭХОЛОТ вЂ” навигационный прибор, преднаэначенныи для определения глубинм водоемов с поьющью акустических эхо-сигналов. Действие Э. основано на измерении промежутка времони т, пропзедшего от момента посылки зондирующего звукового импульса до момента приема отраженного от дна эхо-сигнала. Глубина дна й = ет(2, где е — скорость звука в воде.
В качестве аовднрующей посылки в Э. всяольэуются импульса акустические длительностью порядка нескольких мс и с частотой ааполнения от единиц до нескольких десятков (иногда сотен) кГц. Малые длительности и высокие частоты испольэуются яри иэлзерении малых глубин, бал ыпие длительностии и низкие частоты — прн иамере- Рпс. ь. Пряпцпппаяыьея схема устроастео эхолота. нии больших глубин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
