Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 37
Текст из файла (страница 37)
з. и. мало по сравнению с переменным ззукззым дазлзнием. Напр„в воде при интенсивности звука порядка 10 Вт(сыь амплитуда звукового давления р = 5 10" дикгсмз, а Д. з. и. Р = 10» дин)смь. В воздухе при интенсивности звука 1 Вт,'смз, т. е.при уровне интенсивности 160 дЬ, достигаеиом в промьппленных уста- нонках длн коагуляции аэроаолей, р З.10» дни!с»П, а Р 109 дин!смз. Д. з. и. используетсн при определении абсолютного значения интенсивности звука с помощью радизмзтра или по вспучинннию границы раздела сред. В условиях невесомости может применяться н экспериментах по стабилизации предметов в пространстве, перекачке жидкости и т.
п. Литл.: С т р е т т Дж. В.(норд Рзлзй),теории звука, пер. »англ., 2 изд.,т. 2, М.,!955, 6252 а; ЗзрзысоЛ. К., Йрасизьниз о з В. А., Введение з нелинейную акустику, М., 1966; В е р г м а н Л., Ультразвук и его лриыгнейке з науке и техйвке, сер. с неы., М., ! 956, гл. 1, 11; К о р й Ф е з ь д М.', М о л з х о з а Н., »Доки. АН СССР», 1955, т. 105, з. 3, с. 576. Н. А. Нззг»л»нъз. ДЕВИАЦИЯ ЧАСТОТЫ вЂ” отклонение частоты колебаний от среднего вначеиия. В частотной мздуллиии колебаний Д. ч. обычно паз. макси»!альное отклонение частоты. От его аначенин существенно зависит спектр частотно-модулированного колебания. ДЕГАЗАЦИЯ учьтразвуков а я — уменшпение содержания газа в жидкости, находящегося в ней как в растворбнном состоянии, так и в виде пузырьков, под воздействием акустич.
колебаний УЗ-ваго диапазона. Основные характеристики процесса ДА скорость иаиенення концентрации С газа в жидкости дС!дг и квазиравновесная концентрации газа Ср', т. е. постоянная концентрации, к-рая устанавливается в жидкости при наличии УЗ-ваго поля через нек-рын промежуток времени. Иэь!оиение концентрации газа в нгидкостп в акустич. поле описывают выражением: С = С, + (Сз — Ср )з-дь, где Сз — начальная концентрация, !— время, р — параметр, опредсляемый акустич. характеристиками — иитзнгизкзгтъю звука и частотой звуковых колебаний. Различают два режима УЗ-вой Дл докавитацнонный и при наличии казитачии. В первом случае скорость изменения концентрации пропорциональна интенсивности звука, а ее зависимость от частоты, полученная на основе обобщения данных эксперимента, имеет вид: ЗСгд! = з»)зе 5', где В, к и А — константы.
Для Д. воды (по воздуху) при интенсивности О,ОЗ Вт( з В = 2,З 10-!з, ° =1,АЗ и А = 6,7.10-» скорость изменения концентрации максимальна на частоте ) 200 кГц. Величина С„' от интенсивности звука и частоты не зависит. Влияние акустич. колебаний на установиншееся значение коьщентрации характеризуется безразмерным параметром Т =- (Ср — Ср')гСР, где ф— равновесная концентрация в отсутстиии звука. При статич.
давлении 1 атм и темп-ре 20 'С величина у составляет около Зола. С понижением статич. давлении параметр у растет и при давлении 0,5 атм достигает 70зйз. При наличии кавитации скорость изменении концентрации также пропорциональна интенсивности звука, но растет с увечичением последне!! быстрее, чем в доканитационном режиме, т. к. кавитация способствует ускорению выделония газа из жидкости. Величина С 'сохраняет при этом значение, соответствующее докавитационным условпяь!.
Лип!ь при очень высоких уровнях интенсивности звука может реализоваться такой режим колебаний кавятационных пузырьков, при котором дальнейший рост интенсивности вызывает уменьшение скорости Д. Современные представления о механизме УЗ-вой Д. связаны с предположением о наличии в жидкости зародышей в виде стабильных пузырьков газа, обладающих особыми свойствами, обеспечивающими им возможность длительного сугцествования даже при высоких статич. давлениях. В средах, где присутствуют твердые несмачиваемые примеси (напр., в жидких металлах), газовая фаза содержится также в микроскопич.
неровностях их поверхностей. При интенсивности звука, превосходящей порог навигации, ДЕГАЭАЦИЯ могут формироваться новые «осколочные» зародыши, нозникающие при захлопыванни пузырьков, так что общее число пузырьков-зародышей резко возрастает. На первой стадии Д. пузырьки газа колеблются в акустич. поле и увеличивают свои размеры вследствие диффузии в них растворенного газа. Наибольший диффузионный поток присущ тем пузырькам, собственная частота колебании к-рых совпадает 3 б 18 (Б и 2 12 81»З Вр мн обраб ано а оа,э .
6,2 2 ав ч «1 2 3 а 5 Б 7 8 8 Вромн оар Бояна. мии рнс. 1. Нннетнка ультраавукоеой цегавацнн рвоцла»а технического алюминия (а), серого чугуна (б) е еаенсниостн от кнтенсиеностн ультразвукового полн: 1 — интенсивность ниже порога каелтацнн: » — порог ка»нтацнн; В, « н в — интенсивность существенно выше порога каеитацнн. с частотой звука, поэтому в зависимости от выбора частоты и от характера распределения пузырьков по разиерам в процессе «перекачки» в пузырьки растворенного в жидкости газа участвует большее или меньшее их число.
Т. о., на этой стадии Д. действует механизм «односторонней», илн «направленнойо, диффузии, обусловленный колебаниями пузырька. Акустич. микропотоки ускоряют такой массообмен. При навигации этот процесс ограничивает рост числа пузырькон, тормозя нх захлоцывание и уменьшая этим формирование новых «осколочных» пузырьков. Так, прн кавитации в расплавленном алюминии за 2,5 периода звуковой волны направленная диффузия водорода повышает давление газа в пузырьке более чем на четыре порядка.
Наряду с диффузной увеличение размерон пузырьков может быть обусловлено коалесценцяей, т. е. слиянием пар или групп пузырьков под действием сил акустогидродинамич. происхождения, т. н. снл Пьеркнеса (см. Ланд«ран»тор»оив сики в звуковом поле). На второй стадии УЗ-вой Д. пузырьки газа, достигнувшие определенного размера, Сравнение црокышланних способов нега»ацнн сплава Плотность отливок, г)сйо Валя солар- „„р,', жанне ,тости оттиск)100 г Способ Нега»алин Исходный расплав (бе» аегаеацнн) Ультраезукозая нега»ация Вакуумная Лего»вцик . Процувка вргоном Обработка универсалиями Флюсом 0,85 2,66 1 — 2 О, 17 2,71 2,68 2,66 0,21 0,26 1 — 2 2 — 3 0,26 2,67 Повышение чистоты металла при Д, увеличивает пластичность отливок. Кавитационное воздействие па расплав при ультразвуковой дегазации сопровождается также изменением структуры металла (см.
Кристаллизация ультразвуковая). поднимаются к поверхности жидкости и ныделяются, чему способствует в ряде случаев увлечение пузырьков акувтичвскими твчвя ями и возрастание подъел«ной силы за счет давления евукававо излучения. Зффект УЗ-вой Д. находит применение в промы)пленной практике при Д. расплавов металлов и стекза, растворов смол, вискозы, масел и т. п.
Наибольшая аффективность Д. в этих средах наблюдается в УЗ-вых полях высокой интенсивности с активным протеканием акустич. кавитации (рис. 1). 1(роме того, УЗ-вая Д. является одной из причин ускорения эзектрохимич. процессов в акустич. поле. Д. расплавленного металла сопровождается, как правило, его рафинированием, т. е. освобождением отнеметяллич. твердых включений, и-рые флотируются газовыми пузырьками. Так, при Д. серого чугуна (рис. 1,6) на 2оио(7 уменшпаетснсодержание в нем окислов А1, З), ре, Мп и др. Эффективность Д. расплава можно повысить сочетанием ее с вакуумиронанием или продувкой через расплав инертных газов. Применение УЗ-вой Д.
при литье алюминиевых сплавов снижает более чем в два раза концентрацию в нях водорода, что уменьшает вероятность появления в готовых изделиях дефектов типа пористости, расслоений, несплошяости в сварных швах и т. д. (см. табл.). 102 ДБЙСТВИБ УЛЬТРАЗВУКА НА ВИОЛОГИЧБСКИБ ОБЪЕКТЫ Для УЗ-вой Д. разработано специальное оборудование (рис. 2). При Д.
расплавов используютси обычно мощные магиитастрик1(иакиие креаброгоаатели с частотой 13 кГД, питаемые от ламповых или тиристорных генераторов. Введение акустич. энергии в расплав алюминия н его сплавов осуществляется контактным методом Вада Ркс. 3. Прккннккельвые схемы ультразвуковой дегзегнкв расклевав алюмйккк в ега солавое в стгцкакгркам объбке тогелькай кечв (а) к в потоке крв непрерывном литье (б): 1 — крксталлкгатор; г — слиток; г— залкаеады — излучателя ультразвуке; г— иреобраеователк (блок преобразователей); д — литейкмй желоб; г — миксер (печь); у — генератор ультразвука.
посредством волноводов-излучателей из тугоплавкпх ы кавитацпонностойкых материалов. Производительность УЗ-вой Д. расплава в стационарном объеме (рис. 2,о) составляет 10— 20 кг(мия прп акустич, мощности дегазаторов 3 — 3 кВт. Производительность УЗ-вой Д. в потоке (рнс. 2,б) зависит от производительности самого процесса непрерывного литья и составляет 20 †1 кг(мин прп акустыч.
мощности б — 12 кВт. Литл Капустина О.А., е кнл бавгкческве аскавы ультрагв)канай техкалагвк, М., 1979, с. 255 †-356; Э е к к к Г. И., Ультразвуковая обработке расплавленного алюминия, М., 1965; е г о ка е, Ультразвук шагнул в ак."еаллургкю, М., 1975. О. А. Кипу тики, Г. Н. Эеьик ДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАЗВУКА ИА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ. При воздействии УЗ на биологич. объекты частицы среды совершают интенсивные колебательные движения с болыпимы ускорениями; при этом на расстояыиях, равных половине длины звуко- вой волны, в облучаемой среде могут нозникать разности давлений от нескольких единиц до десятков атмосфер.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
