ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние температурных неоднородностей . Реверберация моря из "Звуковые волны Издание 2 " НИИ корабля (кильватерная струя) большую роль в образовании пузырьков играет также планктон. [c.317] Суточные передвижения, или миграция мельчайших морских организмов (планктона), весьма интересны. Ночью планктон находится на глубине до нескольких десятков метров и более. С наступлением рассвета каждый организм в результате своей жизненной деятельности выделяет пузырёк газа, на котором он как наездник поднимается в верхние слои воды. Днём планктон находится вблизи поверхности, ещё более увеличивая содержание пузырьков в поверхностных слоях воды. К сумеркам он отделяется от пузырьков и опять погружается в нижние слои воды. [c.317] Конечно, такого большого количества пузырьков в действительных условиях никогда не наблюдается, нх гораздо меньше, но приведённый пример показывает, как значительно изменяется сжимаемость воды при наличии в ней пузырьков воздуха. [c.317] Количество пузырьков воздуха, содержащихся в морской воде, зависит от времени года, времени суток, а также от погоды. В более тёплой воде газы выделяются из воды. В более холодной воде число пузырьков меньше, часть их растворяется. Присутствие в воде пузырьков воздуха очень сильно увеличивает поглощение звука. В этом легко убедиться, если постучать чайной ложкой по стакану с кипячёной водой и по стакану с водой из-под крана. В кипячёной воде пузырьки воздуха отсутствуют, а в водопроводной воде их имеется большое ко. шчество. Поэтому в первом случае мы услышим достаточно звонкий звук, во втором случае звук получается глухим звук будет совсем глухим, если в стакан налить газированной воды. [c.317] Когда размеры пузырьков малы по сравнению с длиной звуковой волны, т. е. при очень низкой частоте звука, разность температур пузырька и воды вполне успевает выравниваться. Когда размеры пузырька больше длины звуковой волны, т. е. при очень высоких частотах, это выравнивание вовсе не успевает происходить. Но как в первом, так и во втором случаях, никаких тепловых потерь нет. Для промежуточных же значений размеров пузырьков и звуковых частот потери энергии из-за отведения тепла от нагретого при сжатии пузырька к воде играют существенную роль. На рис. 204, а схематически изображён процесс изменения объёма пузырька V и его температуры Т. [c.318] за время от до объём пузырька не меняется, а температура его увеличивается благодаря нагреванию со стороны окружающей жидкости точка, изображающая состояние пузырька — его объём и давление,— перейдёт из положения 4 в первоначальное положение /. Так же, как и для процесса установления равновесия в элементе объёма многоатомного газа при прохождении через него звуковой волны, на диаграмме рг получается замкнутый цикл. Как мы уже говорили, это значит, что под действием звуковой волны совершается работа, которая идёт на нагревание жидкости. Работа на сжатие пузырька больше, чем работа при его расширении, так как сжатию противодействует увеличивающаяся упругость газа в пузырьке. [c.319] для пузырька радиусом в /,оЛЛ собственная частота оказывается приблизительно равной 33 кгц. Пузырьки воздуха больших размеров, имеющиеся в воде, быстро всплывают на поверхность благодаря значительной подъёмной силе, и в воде остаются в основном мельчайшие пузырьки диаметром в доли миллиметра. Поэтому налнчие пузырьков воздуха в большой степени сказывается на ультразвуковых частотах как раз такого диапазона, который используется в гидроакустике, т. е. примерно от 15 000 до 100 ООО ги. [c.320] Принцип работы такого термометра аналогичен принципу работы микротермометра, о котором мы говорили на стр. 228. При записи платиновая проволочка длиной 2 см и диаметром 0,25 мм, включённая в плечо электрического мостика, находилась в непосредственном контакте с морской водой и обеспечивала возможность регистрации изменений температуры. Для того чтобы избавиться от влияния качкн, аппаратуру устанавливали на подводной лодке, которая двигалась прямолинейно со скоростью от 2 до 4 узлов. [c.320] Температурные изменения по горизонтали, приведённые на рис. 205, показывают, что отклонение температуры от среднего значения составляет примерно 0,04° С вблизи же поверхности океана отклонения могут быть значительно больше. [c.321] Следует отметить, что в отличие от свободной атмосферы пульсации самой скорости потока, вызванные турбулентностью, не оказывают такого большого влияния на распространение ультразвука, как в атмосфере. Это объясняется тем, что скорость звука в воде значительно больше, чем в воздухе, тогда как скорость потока и соответственно этому скорости пульсации в море значительно меньше, чем в атмосфере. [c.321] Температурные пульсации в атмосфере, о влиянии которых мы говорили в главе шестой, в море не изменяются быстро, поскольку скорости потока относительно малы. Поэтому в первом приближении можно считать, что температурные неоднородности в море как бы неподвижны и во всяком случае если меняются, то медленно. Можно считать, что в морской воде разбросаны температурные неоднородности различного размера, играющие роль выпуклых и вогнутых линз, рассеивающих и фокусирующих звуковые лучи. [c.321] Температурные неоднородности в море приводят к ряду существенных эффектов при распространении ультразвука. Эти эффекты в основном таковы же, как и те, о которых мы говорили в главе шестой при рассмотрении вопроса о влиянии турбулентности на распространение звука в атмосфере в море также имеют место флюктуации скорости звука, неточности фазового пеленга, колебания уровня сигнала и явление рассеяния на температурных неоднородностях. [c.321] Реверберация играет вредную роль в подводной акустике. В самом деле, когда после посылки ультразвукового импульса мы ждём появления отражённого сигнала-эхо от какого-либо объекта, он может прийти на фоне звучания реверберации, которое сильно маскирует эхо. В ряде случаев при сильной реверберации дальность действия импульсного метода значительно уменьшается. [c.323] Вернуться к основной статье