Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Принятый приемным преобразователем и преобразованный сигнал складывается с электрич. сигналом генератора высокочастотного напряжения. При перемещении приемяиьа относительно излучателя амплитуда суммарного сигнала изменяется периодически от минимального до максимального значения с периодом, равным А. В ряде случаев, напр, при намерениях скорости и поглощения УЗ в твердых телах, не представляется возможныи переллещать рефлектор или приемный преобразователь относительно излучателя. В этом случае изменяют частоту генератора и искомую скорость определяют по частотам, соответствующим экстремальным значениям выходного сигнала, а коэффицнепт поглощеяия — цо пплрине экстремумов, Разновидностью УЗ-ваго И.
является импульсный И., применяемый либо при измерениях акустич. параметров в образцах малой толщины, либо в тех случаях, когда по условиям измерений невозможно создать режим бегущей волны. Ниша Колесников А. Е., Ультразвуковые язмсреяия, М., 1976, К р а си у ш к и я П.
Е., лучея, записки МГУ>, Лзац . 7Ц с, гэ — '66; Вацейш с А., Я р а я и с Э., Акустический циФровой зятерфераиетр цяц исследования дисперсии скорОсти ультрлззука в жалкостях е циапазоне шатое 9,29 — 7266 Млч, з цк.. Научные труды нуеал Литовская ССР. Ультразвук, з. а, Вильнюс, 1979; И а а и а з В. Е., Накатарме особенности намерения сцарастя ультразвука з твердых телах иктериераяетрзчссции иетацаи, з кпц Вопросы метациня ультраззуназай иптерФераметрия. Тр. 2-й Всесаюзяай каяфереяаая, т 2, Вяаьяюа.
1967; Х я иуяия А., Др ажж и я П., К ваяраау а зяияяия Формы цряаай реакция яа точность измерения скорости звука з жидкостях иятерфераиетрическии способом, таи же. Б. Б. Махалел, А. С. Хииряин, КАВИТАЦИОННАЯ ЭРОЗИЯ разрушение поверхности твердых тел под действием кавитачии. Воаникновение кавитации в жидкости, контактирующей с поверхностью твердого тела, чаще всего с иеталлом, приводит к его разрушению. Вначале иеталлич. поверхность становится шероховатой, появляется рельефность, развиваются впадины и неровности.
11ри достаточном времени кавитационного воздействия разрушение распространяется вглубь и может быть даже снвозным, что приводит к эаачительным потерям металла и выходу из строя ответственных деталей. Существенному разрушению подвергазотся детали гидросооружений, работающих в жидкости в условиях гидродинамич. кавитации. К. э., возникающая при акустич. навигации, играет как отрицательную, так и положительную роль. Напр..
К. э. вызывает разрушение диафраги и эзукопроводов излучающих систем, сокращая срок службы УЗ-вых преобразоаателой. Вместе с тем К. з. успешно используется в ряде процессов УЗ-вой технологию она играет определлюгдую роль з процессах УЗ-вой очистки при раврушении и удалении загрязнений, прочно связанных с поверхностшо твердого тела (окалина, нагары, смолистые осадки и др.). Однако в отсутствии необходимого контроля за развитием К.
э. при очистке иезус повреждаться поверхность прецизионных деталей приборной техники, поверхность ювелирных изделий, разрушаться тончайшие проводники полупроводниковых приборов н др. К. э. поаволяет получать материалы сверхгонкой дисперсности (см. Дислергировпнве), что необходимо, напр., з гюрошково)1 металлургии (см. Ультразвук а металлургии), в технологии изготовления нек-рых керамич. и полупроводниковых материалов, при изготовлении высокодисперсных лзаминофоров для алектроннолучевых пряборов, в фармакологич.
промышленности. К. э. используется для снятия заусенцев и сглаживания острых кромок на поверхности прецизионных деталеи, применяемых в приборостроении, электронной технике, часовой промышленности, онтико-механич. проиаводстве и др. Физический механизм К. а. в акустич. поле определяется в основном микроударным воздействием при вахлопывании кавитационных пузырьков и возникающими при их пульсациях акустич. микропотокани. Кавитационные пувырьки концентрируются на поверхности твердого тела преимущественно на неровностях и в микротрещинах, иа мельчайших твердых частицах и газовых пузырьках в жидкости.
Многократные гидравлич. удары, возникающие при их вахлопывании, вызывают локальное раарушение поверхности. После этого под действием акустич. микропотоков жидкость проникает внутрь образовавшихся углублений, где разрушающее декствие ударных волн становится еще более эффективным, и разрушение распространяется все глубже.
Количественно К. э. оценивают безразмерным критерием эрозионной активности жидкости К, величина которого определяется изменением объема кавитационпого пузырька эа долю периода, приходящуюся на стадию захлопывания. Для сферического пузырька й = К~таз)В анеАП* где 1 — частота колебаний, Ат — время захлопывания, Вюа„и Лш1з — максимальный и минимальный радиусы пузырька. Зрозионная активность зависит от параметров звукового поля, физико-химич.
свойств жидкости и избыточного давления в объеме жидкости, а именно: от поверхностного натяжения, плотности жидкости, частоты А коэфф. вязкости, упругости насыщенного пара, амплитуды звукового давления р , избыточного статич. давления Ре (параметры перечислены последовательно по мере возрастания их роли в увеличении К). КАИИТАЦИОННАЯ ЭРОЗИЯ 155 Величиной К.
з. можно управлять путем подбора определенных соотношений между звуковым и статическим давлением. Под действием Р, происходит сдвиг во времени стадии аахлопывания кавитационного пузырька (рис. 1), существенно увеличивается снорость захлопывания и резко возрастает интенсивность образовавшеися ударной волны.
Прн нормальном давлении распшрсние пузырька не заканчивается в полупериод отрицательного давления звуковой волны вследствие инерции яшдкости, а нарастающее авуковое давление препятствует процессу его раси!ирония. В розультате начальная стадия сжатия запаздывает и эахлопызание пузырька приходится на начало следующего полупериода отрицательного звукового давления (кризая 1), что прнводит к ослаблению ударной волны. При чрезмерном повышении статич. даз- ОЭО ЗОО ЮО >ОО 7О я 50 и ЗО ° >О и 7 О 3 7 ! О Н ОО ЗО ЯЭ ОО ОО 1 Ю'я Рис.
1. Изменение радиуса «азитацяоэногс пуямрьяя и яо яремеяи яри зостеяияем р, == 1о" па я 1.=. О.>о' гц. кривые соответствуют: 1 — Р, = 10' Па (1 ят>; Я вЂ” Р,=-О.>О» Па (О ат>, г — Р,=(О Па ((О ят>. леаия, когда Р, == Р (кривая 3), пузырек соверптает сложные негармонич.
колебания и навигационное воздеиствие незначительно. Наибольшее кавитационное воздействие имеет место при Ря = 0,4 — 0 5 Ра (кривая 2). В этом случае на кавитационный пузырек в стадии захлопывания действуют в одном направлении статич. давление, поверхностное натя>кение и звуковое давление, блиакое к амплитудному значению. Кавитационный пузырок стремительно аахлопывается, иуровень К.
э. Рмс. 3. Схема ультряэяуияяой устянояки, работающее под избыточным статячесяям давлением: !в цреобраяояатгль; О— излучателя; г — «амера, сееэянеяная с баллоном сс сжатым гагам: Π— яяоя я ямхоц охлаждающей яе- лм. возрастает на 2 — 3 порядка. Для получения повышенного статич. давления применяются специальные установки (рис.
2), где в качестве источника колебании исполь. зуется стержневой магмитягтриипиянямй иргобраяягащеяя мощпостьн> 4,5 кВт, работающий на частотах 18 — 22 кРц. Постоянство амплитуды колебаний обеспечивается схемой обратной акустич. связи. Материалы для диспергирования нли детали для снятии заусенцев помещаются в герметически закрываемую камеру объемом до 1,5 л. Изб>ыточное статич. давление в пределах 4 — 6 атм соадается в камере над жидкостью сжатым газом от баллоиое или компрессора. При диспергвровании на таких установках предварительно измельченных минералов, металлич.
и полупроводниковых материалов, керамики и т, и. достигается конечная дисперсность — нескольких мкм, а для ряда материалов — долеи мкм при продолжительности УЗ-вой обработки 20— 30 мин. К а в н т а ц и о н н о-а б р а а и ни а я э р о з и я. Для повышения зрозионной активности жидкости в нее вводят тонкодисперсные абравивные частицы равмером 5 — 10 мкм, напр.
карбида бора, корунда. Такой способ применяют для удаления заусенцев и острых промок с поверхности прецизионных деталей (см. Механическая обработка); при атом 156 кАВитАция рис. В. Киногрзммы разруюения заусенца переменного сечения нз пластинке из органического стекла з — заусенцн 1 и 2 до включения ультразвука; б — отделение заусенца 1, слеза связанного с пластиной, через 0,1с после включения ультрззвуна; з — возникновение трен1ины 3 у основания крупйого заусенца 2 через 1с пОсле включения ультразвука. детали подпоргаются дополннтельнои обработке абразивными частицаии. При попадании в зону развитой кавитации разрушаетсн прежде всего основание заусенца (рис.
3), где преимущественно сосредоточиваются кавитационные пуаырьки. Вне зоны навигации разрушается верхняя острая кромка, срезаемая частицами абразива. В качестве рабочей жидкости применяется смесь глицерина и воды в равных количествах с добавлением 30 — 40ейе (по объему) порошка карбида бора. Продолжительность навигационно-абразивной обработки на установках, работающих под повышенным статич. давлением, составляет 15 — 20 мин в зависимости от величины и формы заусенцев, материала и конфигурации деталей и качества абра- вива. В водно-глицериновой жидкости удаляются заусенцы высотой до 40 — 50 мкм.
Более крупные заусепцы (до 100 мкм) возможно снять в химически активных средах с испольвованием для волноводно-излучающих систем кавитационно-коррозионностойких сплавов. Лит: Агрзнат Б. А., в кн.: Интенсийикзция процессов извлечения металлов из руд з ультразвуковом поле,ы., 1999, с. 17 — 41; Бага 1е з И. Н., Казитзционное разрупгение и кавптзционнастайкие сплавы, М., 1972: Физические основы ультразвуковой технологии, М., 1979 (Физика и гехнина мощного ультразвука, кн. З); Агранатп, А, и др., Ультразвуковая технояогнн, М., 1974. Б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
