ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние пузырьков воздуха из "Звуковые и ультразвуковые волны Издание 3 " Влияние пузырьков воздуха. Вблизи поверхности моря обычно имеется много маленьких пузырьков воздуха. Эти пузырьки возникают благодаря разбиванию волн, при движении корабля (кильватерная струя) большую роль в образовании пузырьков играет также планктон. [c.328] Конечно, такого большого количества пузырьков в действительных условиях никогда не наблюдается, их гораздо меньше, но приведенный пример показывает, как значительно изменяется сжимаемость воды при наличии в ней пузырьков воздуха. [c.328] Механизм поглош,ения звука пузырьками воздуха в воде достаточно сложен. Это поглощение вызывается многими причинами, но основными из них можно считать две во-первых, отвод тепла от пузырька к жидкости при периодических изменениях объема пузырька, которые он испытывает под действием проходящей звуковой волны, и, во-вторых, рассеяние части энергии звуковой волны за счет того, что пузырек при своих пульсациях сам становится излучателем звука. Это излучение, или рассеяние, происходит по всем направлениям благодаря малым размерам пузырька. Механизм поглощения звука пузырьками воздуха во многом аналогичен механизму релаксационного поглощения звука в многоатомных газах, который мы кратко разобрали в пятой главе. [c.329] 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. 197, а схематически изображен процесс изменения объема пузырька и его температуры. [c.329] Форма волны взята трапецеидальной из соображений наглядности. [c.330] Моменту времени tз соответствует точка 3 на диаграмме ри . Начиная с момента времени сжатие пузырька уступает место расширению вследствие уменьшения звукового давления на пузырек. Объем пузырька будет резко увеличиваться, а его температура — резко уменьшаться в момент времени температура пузырька будет ниже температуры окружающей жидкости (точка 4 на диаграмме рто). [c.330] для пузырька радиусом в 7ю собственная частота оказывается приблизительно равной 33 кгц. Пузырьки воздуха больших размеров, имеющиеся в воде, быстро всплывают на поверхность благодаря значительной подъемной силе, и в воде остаются в основном мельчайшие пузырьки диаметром в доли миллиметра. Поэтому наличие пузырьков воздуха в большой степени сказывается на ультразвуковых частотах как раз такого диапазона, который используется в гидроакустике, т. е. пример1ю от 15 ООО до 100 ООО гц. [c.331] Вернуться к основной статье