Колебания звуковые в жидкост

Капли воды в воздухе 427 Колебания звуковые в жидкости 456 [c.567]

В силу малости колебаний в звуковой волне скорость v в ней мала, так что в уравнении Эйлера можно пренебречь членом (vV)v. По этой же причине относительные изменения плотности и давления в жидкости тоже малы. Мы будем писать переменные р и р в виде [c.350]

Приступая к исследованию распространения малых колебаний в нематических средах, напомним предварительно, какие типы (моды) колебаний существуют в обычных жидкостях. Прежде всего, это обычные звуковые волны с законом дисперсии (связью между частотой (О и волновым вектором к) (о = ей и скоростью распространения [c.218]

Для диспергирования механических примесей применяют ультразвуковой эффект. В жидкостях основную роль при воздействии ультразвука на вещество играет кавитация. Под действием ультразвука жидкость как бы вскипает, появляются зоны вскипания жидкости с образованием пузырьков. При, ,захлопывании" пузырьков, которое совершается мгновенно, возникает импульс в виде гидравлического удара. В центре этого удара местное давление возрастает до нескольких тысяч паскалей. Вследствие того, что в зоне вскипания жидкости образуется большое число пузырьков, которые затем захлопываются" в разное время, колебания, возникающие под действием гидравлических ударов и распространяющиеся в жидкости со звуковой и ультразвуковой скоростью, создают условия для возникновения новых колебаний давления в потоке. Последние вновь вызывают вскипание жидкости и т.д. Процесс образования пузырька имеет свои особенности. Так, при наличии в жидкости твердых частиц или, например, смолистых образований в виде сгущений разрыв жидкости происходит на границе раздела этих сред. Тогда в момент, ,захлопывания" пузырька гидравлический удар направлен в сторону более твердой среды, вызывая ее разрушение. [c.99]

Пока-еще недостаточно широко для борьбы с вибрацией насосов используются гасители колебаний. Сравнительно малое распространение имеют гасители колебаний звуковых частот, рассеивание энергии в которых осуществляется с помощью гидравлических сопротивлений, устанавливаемых на пути пульсирующего потока жидкости. [c.182]

Величину а, получающуюся в результате вычисления по уравнению Лапласа, иногда называют термодинамической скоростью звука, или скоростью звука нулевой частоты. Дело в том, что при распространении в газе или в жидкости звуковых колебаний достаточно высоких частот перестает быть справедливым предположение [c.276]

Ряд методов, напр, рассеяние света на звуковых и других длинноволновых колебаниях, позволяет обнаружить коллективные колебания и, следовательно, дополнит, жёсткости (см. Комбинационное рассеяние света). С помощьк) этих методов можно различить дальний и ближний порядок, если есть возможность исследовать коллективные колебания достаточно низких частот, т. к. высокочастотные колебания существуют и в случае ближнего порядка (напр., сдвиговые волны в жидкости). [c.558]

Быстрота распространения звуковых колебаний в жидкостях столь велика, что несмотря на большую теплопроводность, теплообмен, выравнивающий температуру в звуковой волне, происходить не успевает. Поэтому определение модуля х объемной упругости не должно производиться в статических условиях. Именно [c.324]

В жидкостях и газах звуковые волны продольные, у них направление колебаний совпадает с направлением распространения волны. Если же колебания преобразователя совершаются перпендикулярно к направлению распространения волны, то эти волны называются поперечными. Такие волны могут возникать в твердых телах и наряду с продольными могут быть крутильными, изгибными. [c.111]

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ — дефектоскопия, объединяющая методы неразрушающего контроля, основанные на применении упругих колебаний ультразвукового (более 20 кгц) и звукового диапазона частот. Методы У. д., использующие преимущественно звуковые частоты, обычно называют акустическими методами (см. Акустическая дефектоскопия). У. д. применяется для выявления внутренних и поверхностных дефектов в деформированных полуфабрикатах, слитках и готовых деталях несложной конфигурации, изготовленных из металлич. и не-металлич. материалов. Используется также для измерения толщин при доступе к изделию с одной стороны. Методы У. д. основаны на влиянии дефекта на условия распространения и отражения упругих волн или режим колебаний изделия. Упругие волны способны распространяться в материалах на значительные расстояния. В твердом теле могут существовать продольные, поперечные (сдвиговые), поверхностные, нормальные (свободные, волны Лэмба), стержневые и др. волны. В жидкостях и газах распространяются только продольные волны. [c.373]

Математикам оставалось надлежащим образом оправдать этот наглядный принцип. Первая возникшая при этом трудность очевидна принцип Гюйгенса—Френеля в своей первоначальной форме неточен, поскольку он утверждает, что существуют колебания не только в направлении распространения (на 2 ), но также и на второй огибающей поверхности 2" (см. фиг. (1) физики, очевидно, исключают возможность существования такой идущей в обратном направлении волны. Эта трудность была устранена для скалярных волн (например, для звуковых волн в жидкостях) Кирхгофом. В его формуле имеются два слагаемых, которые либо складываются, либо взаимно уничтожаются в зависимости от того, исходят ли колебания от поверхности 2 или 2". [c.18]

Развивающиеся при этом колебания давления в клапане распространяются через жидкость по гидравлическим магистралям, вызывая вибрации трубопроводов и прочих конструктивных элементов гидросистемы, сопровождаемые звуковыми колебаниями. [c.311]

Развиваемая в настоящее время теория односторонней диффузии [15] (см. далее), не разрешая вопроса о природе начальных зародышей, позволяет понять механизм перехода от чрезвычайно маленьких воздушных пузырьков, которые, как следует из теории газовой кавитации, не участвуют в кавитации из-за большой величины давл.ения, создаваемого поверхностным натяжением, к большим, которые уже могут рассматриваться как центры кавитации. Согласно теории односторонней диффузии колебания пузырьков очень малого размера в звуковом поле приводят к быстрому перекачиванию растворенного в жидкости воздуха в пузырек, который в результате этого быстро [c.258]

Это выражение является единым уравнением движения для звуковых колебаний в жидкости или газе, которое эквивалентно трем уравнениям (1,4). Если, решая некоторую задачу, определить потенциал скоростей Ф, то скорости частиц и давление в каждой данной точке в любой момент времени могут быть найдены из равенств (1,9) и (1,10). [c.14]

К линейным характеристикам звукового поля в жидкостях н газах относят звуковое давление, смещение частиц среды, скорость колебаний и акустическое сопротивление среды. [c.8]

Этот метод основан на индикации акустических колебаний, возбуждаемых в контролируемом объекте, грунте или окружающей газовой среде (воздухе) при вытекании пробного газа или жидкости через сквозные дефекты. Молекулы пробного вещества взаимодействуют со стенками сквозных дефектов объекта и генерируют в нем колебания звукового и ультразвукового диапазонов. Эти колебания фиксируются с помощью устанавливаемого на поверхности объекта ультразвукового или виброакустического датчика течеискателя, преобразовывающего ультразвуковые колебания в электрические сигналы, передаваемые далее на показывающие и записывающие устройства течеискателя. [c.86]

В практических условиях силы гидродинамического дальнодействия наблюдаются при звуковых колебаниях в жидкости, внутри которой находятся пузырьки воздуха. Вследствие колебания давления соседние пузырьки воздуха ритмично и в одинаковой фазе изменяют свой объем и поэтому притягиваются друг к другу и сливаются в пузырьки большего размера. Постепенно образуются большие пузыри, которые быстро выскакивают из воды. При помощи ультразвуковых колебаний [c.456]

Термическую очистку используют при удалении нагара с деталей двигателя детали погружают в термическую печь и нагревают до температуры 600—700° С, выдерживают 2—3 ч и, не вынимая из печи, постепенно охлаждают. Детали, не подвергающиеся короблению, очищают от нагара выжиганием кислородно-ацетиленовым пламенем. В основе ультразвукового способа очистки лежит явление кавитации звуковые волны, идущие от источника ультразвуковых колебаний, который погружен в жидкость, вызывают переменное сжатие и растяжение слоев жидкости. В качестве жидкости при ультразвуковой очистке используют воду, щелочные растворы и органические растворители, растворы синтетических моющих средств и др. [c.272]

Принцип такой промывки заключается в возбуждении в жидкости звуковых колебаний, в результате чего образуются кавитационные пузырьки, механически воздействующие на загрязненную 124 [c.124]

Закалка с применением ультразвуковых колебаний обеспечивает большую эффективность по сравнению с обычной закалкой. Звуковые колебания представляют собой упругие волны, распространяющиеся в газах, жидкостях и твердых телах. При распространении звуковых волн в жидкой среде происходит чередование сжатия во впадинах и разрежения в вершинах волн, при этом частота этого чередования соответствует частоте колебания звуковой волны. При пропускании через жидкость ультразвука частотой f = 18ч-20 кгц и выше наблюдается ультразвуковая кавитация. Она состоит в том, что в вершинах волн вследствие разрежения образуются мельчайшие пузырьки в тех местах, где прочность жидкости меньше из-за растворенного газа или каких-либо примесей. Образующиеся пузырьки захлопываются, создавая при этом местные мгновенные давления в несколько сотен атмосфер. Такие давления вызывают механические разрушения поверхности твердого тела, находящегося вблизи мест захлопывания пузырьков. Это явление используется для удаления окалины с нагретого образца, помещенного в охладитель. [c.172]

Интенсивное звуковое поле, генерируемое в жидкости за счет колебаний твердого тела (по нормали к поверхности жидкости) при достаточно больших амплитудах и частотах может вызвать вибрационную или акустическую кавитацию. [c.43]

В растворах жидкостей ультразвуковым методом. Отливки погружают в жидкость, которую приводят, в колебательное движение с частотой, превышающей частоту звуковых колебаний. [c.169]

Несмотря на то что частота колебаний может быть высокой, полное время воздействия достаточно велико, чтобы растворенный газ вышел из раствора, если среднее давление в малом пузырьке достаточно мало, чтобы обеспечить постепенное выделение газа. У маленького пузырька, колеблющегося в звуковом поле, поверхностное давление минимально в фазе, соответствующей наибольшей величине площади поверхности. В связи с этим испарение растворенного газа в пузырек значительно больше по сравнению с обратным поглощением газа жидкостью, чем это можно было бы предположить, исходя из поверхностного анализа, основанного на среднем давлении в жидкости в целом. Этим можно объяснить тот удивительный факт, что акустическое выделение пузырьков может происходить в ненасыщенной воде 3). [c.407]

Релаксационная составляющая связана с процессами периодического смещения термодинамического равновесия, вызванными колебаниями давления и температуры в звуковой волне. Из-за малости времени релаксации для большинства жидкостей измеренное значение поглощения (или объемной вязкости) увеличивается по сравнению с рассчитанным без учета акустической релаксации. Дисперсия звука возникает как вследствие обмена энергией между областями сжатия и разрежения, связанного с явлениями теплопроводности и вязкого трения, так и в результате акустической релаксации, т. е. вызванных звуком процессов, протекающих на молекулярном уровне. Следует также учитывать возможность дисперсионных явлений при распространении звука в жидкостях, обусловленных наличием твердых фаз, ограничивающих пробу жидкости. Подчеркнем, что коэффициент поглощения, как и скорость звука, сильно зависит от температуры, что позволяет проводить политермические акустические исследования. [c.80]

В явлениях природы, в науке и технике мы очень часто встречаемся с различными колебательными и волновыми движениями. К таким движениям относятся известные всем колебания маятника часов, колебания струны, движение волн на поверхности воды, распространение радиоволн и многие другие. Звук также представляет собой волновое движение. Звуковые волны возникают и распространяются не только в воздухе и других газах, но и в жидкостях и твёрдых телах. Чтобы понять особенности звуковых явлений, происходящих в различных средах, необходимо ясно себе представить, чтб такое колебания, что такое волновое движение. Поэтому прежде всего следует напомнить основные свойства и законы, которыми характеризуются колебательные и волновые движения. [c.11]

Эти упругие волны сжатия и разрежения, возникающие в воздухе при колебаниях тел, и есть звуковые волны, или звук. Звук возникает и распространяется не только в воздухе и газах, но также в жидкостях и твёрдых телах. [c.53]

Поэтому, сжимаясь и расширяясь под действием звукового давления, пузырёк при своих колебаниях передаёт тепло жидкости, т. е. нагревает её. Это нагревание происходит за счёт энергии звуковых волн, которая постепенно убывает. Поглощение будет особенно заметно, если частота звука совпадает с собственной частотой колебаний пузырька, т. е. в случае резонанса, когда пульсации пузырька максимальны. Эта частота [c.319]

Если увеличивать частоту колебаний или толщину пластинки (стержня), то появляются дополнительные направления сильного незеркального отражения. В самом деле, толстая пластинка (толстый стержень) представляет собой упругий слой. Оказывается, что различные колебания могут распространяться вдоль слоя с определенными отличными друг от друга скоростями распространения. Величина этих скоростей определяется упругими параметрами слоя и зависит от толщины слоя и частоты колебаний. Каждое колебание, распространяющееся вдоль слоя с одной из скоростей, представляет собой так называемую нормальную волну. Незеркальное отражение звука от толстой пластинки (стержня) наблюдается всякий раз, когда фазовая скорость падающей звуковой волны в жидкости вдоль пластинки совпадает со скоростью одной из нормальных волн в пластинке. [c.513]

Волнообразное распространение лучистой энергии весьма схоже с колебаниями звуковых волн или колебаниями жидкости. Различие состоит в том, что длина волны света измеряется не метрами или сантиметрами, а бесконечно малыми величинами — миллионными долями миллиметра. Но ведь размер частиц, наблюдаемых в микроскоп, тоже весьма мал и измеряется тысячными долями миллиметра. [c.101]

Из соотношения ( ) следует, что по мере увеличения скорости давление падает. Оно может стать ниже давления насыщения Ps oo) или даже отрицательным (растягивающие усилия). Если жидкость не подвергалась специальной обработке (например, выдерживанию при высоком, в несколько мегапаскалей, давлении с целью удаления нерастворенных микропузырьков газа), то она не выдерживает растяжения. В итоге в рассматриваемой области жидкость разрывается , в ней возникают пузырьки, содержащие смесь пара и газа (например, воздуха), растворенного в жидкости. Далее эти пузырьки (кавитационные каверны) сносятся потоком в зону повышенных давлений и там охлопываются. Опыты показывают, что при возникновении кавитации характеристики работы насосов, гребных винтов резко ухудшаются. Еще неприятней то обстоятельство, что в зоне кавитации часто наблюдается эрозионное разрушение материала поверхности металла, которое при длительной работе приводит к поломкам и авариям. Кавитация наблюдается также при прохождении через жидкость звуковых и ультразвуковых колебаний значительной интенсивности. [c.236]

Возбуждение волн. Источниками В. могут служить любые движения, нарушающие равновесное состояние среды (системы) камень, брошенный в воду, движущееся по воде судно, полёт снаряда, вибрации мембраны, струны, голосовых связок человека, колебания за-рядоп и токов в антеннах радиостанций и т. д. Во всех этих случаях источники поставляют энергию, уносимую бегущими В. Если источники синусоидальны [напр., ф-ция / и волновом ур-нии (5) — синусоида], то в линейных системах они возбуждают гармонич, волны. Источники В. классифицируются либо по типам создаваемых ими полей, либо по механизмам возбуждения. Так, пульсирующий шар создаёт в сжимаемой среде (газе, жидкости) симметричную сферич. звуковую В. типа (21а). Такой источник наз. монополем (рис. 13, а). Малые колебания тела как целого, напр, вдоль оси 2 около нек-рого положения равновесия (г—0), дают несимметричную сферич. В, вида [c.322]

Существуют Э. п., не имеющие механич. колебат. системы и создающие колебании непосредственно в среде, напр, электроискровой излучатель, возбуждающий интенсивные звуковые колебания в результате искрового раз--ряда в жидкости, излучатель, действие к-рого основано на электрострикции жидкостей. Эти излучатели необратимы и применяются редко. К особому классу Э, п. относятся приёмники звука (также необратимые), основанные на изменении электрич, сопротивления чувствит, элемента под-влиянием звукового давления, напр, угольный микрофон или полупроводниковые приёмники, в к-рых используется теизорезистивный эффект. Когда Э.п. служит излучателем, на его входе задаются электрич. напряжение U и ток (, определяющие его колебат. скорость v и звуковое давление р в создавае.мом им поле на входе Э. п.-приёмника действует давление р или колебат. скорость v, обусловливающие напряжение V и ток I на его выходе. Теоретич. расчёт Э. п. устанавливает связь между его входными и выходными параметрами. [c.516]

Когда тело совершает медленные движения вперед и назад в каком-либо газе, то газ ведет себя почти в точности как несжимаемый и здесь имеется просто местное возвратно-поступательное движение газа из области впереди тела в область позади тела, п обратно в противоположной фазе движения, когда передняя область становится задней. По мере увеличения частоты колебаний тела, или, друпши словами, при уменьшении периода колебаний, сжатия и разрежения газа, которые вначале были совершенно нечувствительными, становятся заметными и наряду с перетеканием среды вперед и назад возникают звуковые волны (или волны такой же природы, если период находится вне пределов слышимости). По мере уменьшения периода колебания все большая доля воздействия колеблющегося тела на газ идет на создание звуковых волн и все меньше и меньше—на создание потока, связанного только с местным возвратно-поступательным перетеканием. При заданном периоде и при определенном типе колебаний, определенных размерах и форме колеблющегося тела поведение газа тем ближе к поведению несжимаемой жидкости, чем больше скорость распро-страненпя звука в нем на этом основании интенсивность звуковых колебани , возбун даемых в воздухе, ио сравнению с колебаниями, возбуждаемыми в водороде, может быть значительно больше, чем это следовало бы из учета только разности плотностей этих двух газов . [c.301]

В ультразвуковых колебаниях вследствие значительной интенсивности давление может быть значительным. Например, в воде при прохождении ультразвука средней интенсивности звуковое давление соетавляет несколько атмосфер. Такое большое звуковое давление приводит к явлению, называемому кавитацией.. Большое давление практически не влияет на жидкость, но при приложении растягивающих усилий (в фазе разрежения) жидкость не выдерживает и разрывается. В результате разрывов (они образуются в местах с ослабленной прочностью) — при наличии пузырьков газа, частиц взвеси и т. п. — в жидкости образуется ряд мельчайших полостей (кавитационных пузырьков), которые после кратковременного существования захлопываются. При захлопывании ну-158 [c.158]

Упругий предвестник. Использование принятой здесь гомоба-рической схемы с однородным давлением таза в пузырьке оправдано, когда период колебания 2п/ш много больше временп пробега звуковых волн в газе внутри пузырька а/С)). Использование уравнения Рэлея— Ламба, в котором радиальная инерция жидкости создается всей присоединенной массой, характерной для несжимаемой ншдкости, оправдано, когда период колебании 2я/и много больше времени пробега звуковых волн в жидкости на расстояния порядка радиуса ячейки 7 , прттходящейся на один пузырек [c.22]

Применение ультразвука основано на том, что в жидкости под действием ультразвуковой частоты порядка 20 кГц возникает местное понижение и повышение давления, следующее друг -за другом, приводящее к разрыву сплошности жидкости. Явление разрыва сплошности жидкости называется кавитацией. При этом выделяется теплота вследствие поглощения жидкостью энергии звуковых колебаний. Ка1витация сопровождается местными гидравлическими ударами большой частоты и интенсивности (до 1000 МПа), что приводит к дроблению загрязнений и отслаиванию их от поверхности металла, ускоряя процесс диффузии и растворения. [c.178]

Возникает естественный вопрос где же находится верхняя граница ультразвуков, т. е. какова частота самых высоких ультразвуков Ответ на этот вопрос можно дать, если исходить из следующих соображений. При распространении звуковых волн часть их энергии поглощается средой, в которой они распространяются. Величина этой поглощенно] доли зависит от свойств среды. Как правило, больше всего энергии поглощается в газах, меньше в жидкостях и еще меньше в твердых телах, в частности в металлах, кристаллах кварца и т. д. При этом поглощение всегда возрастает с увеличением частоты колебаний, т. е. высоты звука. Хорошим примером, подтверждающим это положение, является звучание удаляющегося оркестра с увеличением расстояния сначала пропадают высокие звуки флейт и кларнетов, затем средние — корнетов и альтов, и, наконец, на значительных расстояниях слыншн только большой барабан. Самые низкие звуки распространяются на самые далекие расстояния. [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...