Поле акустического давления переменных

Рассмотренная модель, однако, не учитывает ряда факторов, имеющих место в реальной ситуации. К ним нужно отнести поверхностное натяжение, создающее добавочное сжимающее давление, переменный характер давления в акустической волне, сжимаемость реальной жидкости и, наконец, наличие в зародыше некоторого количества газа, который будет демпфировать процесс захлопывания. Что касается сил поверхностного натяжения, то простой расчет показывает, что они сказываются в действующем давлении Р только на последней стадии захлопывания, когда радиус полости становится очень маленьким. Под действующим давлением при ультразвуковой кавитации следует понимать гидростатическое давление Ро плюс давление в акустической волне. В качестве последнего естественно принять амплитудное значение р ах- Правда, более детальный анализ динамики кавитационной полости в акустическом поле показывает, что процесс захлопывания иногда начинается на промежуточной стадии фазы сжатия, а сравнение результатов теоретического анализа с обычными данными дает наилучшее согласие при учете среднего за полупериод давления (2/я) р лх-Таким образом, в формулах (VI.8)—(VI. 10) можно положить Р -- Ро (2/я) Ртах- [c.131]

Комплексные амплитуды. Электромагнитные поля описываются двумя векторами — электрическим и магнитным, зависящими от координат х, у, г я от времени t. Акустическое поле Описывается вектором — переменной составляющей скорости и скаляром — переменной составляющей давления. Во всей книге будем рассматривать только так называемые монохроматические поля, т. е. примем, что поля содержат 1 только в множителе [c.11]

Для акустических волн переменное давление р(г, t) играет ту роль, которую в предыдущих разделах играло электрическое, поле Е(г, t). В этом разделе мы даем краткое описание распространения акустических волн в упругих средах (см., например, [88, 102, 109, 123]). [c.48]

Как замена искомой функции (1.40), использованная при выводе уравнения (1.41), так и замена вертикальной координаты (1.44). примененная при выводе (1.45), в среде с течениями зависят от горизонтального волнового вектора волны Поэтому для звукового поля в координатном представлении р г, ы) получить дифференциальные уравнения, аналогичные (1.41) или (1.45), вообще говоря, не удается. Однако в тех случаях, когда течение отсутствует (/3 = 1), использованные при преобразованиях замены переменных перестают зависеть явно от частоты и волнового вектора звука. Это позволяет провести преобразование волнового уравнения, не предполагая зависимость акустического давления от горизонтальных координат гармонической. Л/1я функции [c.19]

Я, где Я —преимущественная длина волны для данного микрофона. Тогда можно считать, что переменное звуковое давление, создаваемое в звуковом поле акустическими колебаниями, будет воздействовать на мембрану микрофона в одинаковых фазах в пределах всей площади 5. Звуковые волны, попадающие на мембрану с других направлений, благодаря относительно малому отношению ОД как бы обтекают корпус микрофона и на мембрану попадают также синфазно с фронтальными. Это означает, что микрофон — приемник звукового давления обладает ненаправленным действием. Характеристика направленности такого микрофона для этого случая представляет собой шар, в центре которого находится микрофон. [c.78]

Типичным примером вентильного приемника является угольный микрофон. Звуковое давление изменяет электрическое сопротивление контактов между зернами угольного порошка, в результате чего ток в цепи, составленной из батареи, микрофона и первичной обмотки трансформатора, меняется в такт с колебаниями звукового давления. Изменение этого тока, в свою очередь, вызывает изменение магнитного потока в ярме трансформатора и возникновение электродвижущей силы во вторичной цепи трансформатора. Источником энергии электрических колебаний, получающихся во вторичной цепи трансформатора, является батарея, а не акустическое поле. Обратить угольный микрофон в излучатель звука, приложив ко вторичной обмотке трансформатора переменное напряжение звуковой частоты, невозможно. Необратимые преобразователи используются в ряде случаев для целей акустических и вибрационных измерений. [c.48]

Во всех предыдущих соотношениях для устойчивости не учитывалось влияние инерции и других зависящих от времени факторов на рост пузырьков. Однако, как отмечалось в гл. 1, кавитация связана с изменением скоростного напора, либо с его падением или повышением в случае гидродинамического течения вдоль твердой границы, либо с полями переменного давления, как в случае вибрационной и акустической кавитации. Поведение ядра в процессе его роста до критического размера зависит от типа поля давления в окружающей среде. [c.108]

Замкнутые бассейны, достаточно большие, чтобы в них можно было. проводить измерения в условиях свободного поля, и достаточно прочные, чтобы выдерживать гидростатические давления в несколько десятков тысяч паскалей, очень дороги. Альтернативным решением в ряде случаев могут служить небольшие, акустически прозрачные, замкнутые сосуды высокого давления. Если исследуемый преобразователь поместить в такой сосуд, а последний целиком погрузить в больший объем воды, то возможность обычных измерений в условиях свободного поля будет определяться только размерами этого большего объема воды. Переменные гидростатическое давление и температура, создаваемые в сосуде, действуют только на исследуемый преобразователь. Другие преобразователи находятся вне сосуда, как показано на рис. 3.61. [c.196]

Далее, рассеяние ультразвука частицей зависит от ее сжимаемости и плотности. Попятно, что если они совпадают с плотностью и сжимаемостью окружающей среды, это эквивалентно акустически однородной среде, в которой никакого рассеяния ие будет. Если частица отличается от окружающей среды только плотностью, но не сжимаемостью, то в первичном акустическом поле она будет отставать или опережать колебательное движение среды, т. е. будет совершать относительно нее поступательно-колебательное движение и рассеянное частицей поле будет эквивалентно полю излучения акустического диполя . Если же частица отличается от среды только сжимаемостью, то такая частица будет совершать поступательные колебания синфазно с акустическими колебаниями среды, но под действием переменного акустического давления она будет пульсировать относительно среды, и рассеиваемое ею поле будет эквивалентно полю излучения пульсирующей сферы. В общем случае рассеивающие частицы югyт отличаться от окружающей среаы как плотностью, так и сжимаемостью, и рассеиваемое ими поле будет носить более сложный характер. Расчет этого поля, таким образом, тесно связан с задачей об излучении звука сферой, совершающей различные колебания. [c.162]

Исследуя воздействие ультразвуковых колебаний на диффузию раствора оксалата натрия через целлофановую мембрану, Т. Тарноччи [176] наблюдал ускорение этого процесса в 2—Зраза по сравнению с обычными условиями. Им изучено влияние на процесс таких факторов, характеризующих обычно интенсивное акустическое поле, как местный нагрев, механическое перемешивание, радиационное давление, переменное давление, кавитация. В условиях опытов доля местного нагрева и механического перемешивания в ускорении процесса диффузии составляла — 40— 60%, на долю собственно ультразвукового воздействия (радиационное давление, кавитация, переменное давление) приходилось соответственно также 40—60%. Методика исследований позволяла по существу установить лишь качественное различие между отдельными параметрами интенсивного акустического поля (погрешность опытов составляла 10%). Вообще же очевидно, что влияние разных параметров акустического поля на различные диффузионные процессы может быть различным. Поэтому необходимо предварительное выяснение роли каждого из этих параметров (или отдельных факторов ультразвукового воздействия) в конкретных условиях рассматриваемого процесса. [c.72]

В звуковых ПОЛЯХ большой интенсивности наряду с переменными возмущениями среды, меняющимися с частотой звука, могут возникать постоянные силы и скорости, пропорц. квадрату амплитуды звука. Они обусловливают т. н. усреднённые эффекты в звуковом поле, к числу к-рых относятся давление звукового излучения, акустические течения, воздействие на помещённые в звуковом поле тела (см. Лондеромоторные силы в звуковом поле) и др. [c.292]

ПОНДЕРОМОТОРНЫЕ СЙЛЫ в звуковом поле — совокупность сил, действующих на вещество дли тело, помещённое в звуковом поле. В П. с. вносят вклад переменное звуковое давление, пропорциональ-зое амплитуде звука, и квадратичные эффекты — ра-диац. давление, силы Бьеркнеса (см. ниже), а также гидродинамич. силы, обусловленные движением среды В Ввуковой волне. П. с. проявляются в действия звуковой волны на чувств ИТ, элементы приёмников звука, д УЗ-коагуляции, диспергировании, кавитации, в возникновении акустических течений, усталости материалов, подвергающихся длит, воздействию интенсивного дкустич. излучения, во вспучивании границ раздела двух сред. [c.85]

К нелинейным эффектам в известном смысле можно причислить и так называемое радиационное давление или давление ультразвукового излучения, которое, в частности, проявляется в виде постоянных пондеромоторных сил, действующих на препятствия, расположенные на пути распространения ультразвуковой волны. Давление ультразвуковою излучения существует и в свободном ультразвуковом поле в виде постоянной составляющей давления. Радиационное давление присуще любому волновому процессу независимо от его природы отю связано с изменением у препятствия величины переносимого волной импульса. Возникающие прп этом пондеромотор-ные силы малы известно, что для регистрации, например, давления света требуются весьма чувствительные приспособления. Давление ультразвукового излучения также является малой величиной по сравнению с амплитудой переменного давления в ультразвуковой волне. Тем не менее радиационный эффект следует непосредственно из линейных уравнений электродинамики и линеаризованных уравнений гидродинамики. Нелиней1юсть же точных уравнении гидродинамики приводит при расчете давления ультразвукового излучения к поправкам , соизмеримым с величиной эффекта, вычисленной в первом ириблпженни, в отличие от нелинейных поправок к другим акустическим параметрам, таким, например, как скорость звука, плотность энергии и т. д., в которые они входят в качестве величин второго и более высоких порядков малости. Эти сравнительно большие поправки к давлению ультразвукового излучения и представляют собой собственно нелинейный эффект. Отличие акустических [c.104]

Гилмор [9] сделал еще один шаг вперед. Вместо приближения, основанного на акустических представлениях, в котором предполагается, что все возмущения давления распространяются со скоростью звука, он принял гипотезу Кирквуда—Бете [23], согласно которой возмущения распространяются со скоростью, равной сумме скорости звука и местной скорости жидкости. Результаты Гилмора включают расчеты движения стенки пузырька с постоянным внутренним давлением, приближенные уравнения движения стенки пузырька при переменном давлении газа, рассмотрение влияния вязкости и поверхностного натяжения и приближенные уравнения для полей скорости и давления во всем объеме жидкости. [c.146]

Вопросы приема и излучения получают наиболее полное освещение, если рассмотреть закономерности, существующие в акустической системе передачи. Под системой передачи мы будем поии-мать совокупность двух антенн, каждая из которых может быть как излучателем, так и приемником. Режим системы передачи будем описывать при помощи величин среднего (по поверхности антенны) давления и объемной скорости. Нужно признать, что такой выбор переменных обусловливает довольно существенное ограничение общности. Дело в том, что, выбрав переменные, мы, естественно, предполагаем, что ни одна из них не является тождественным нулем. А это означает, что мы исключаем из рассмотрения все антенны порядка выше нулевого, т. е. диполи и вообще мульти-поли [c.348]

Осцилляции жидкости, вызванные переменным силовым полем, приводят к осредненным вибрационным эффектам, которые проявляются в генерации течений, стабилизации или дестабилизации равновесия и т.д. Известным примером осредненного воздействия вибраций являются акустические течения [1], когда при колебаниях несжимаемой жидкости вблизи твердых границ в неоднородных слоях Стокса генерируется осредненное движение. При вибрационном воздействии на полость с изотермической жидкостью осцилляции последней в системе отсчета полости определяются вращательной вибрационной компонентой. Поступательная составляющая вибраций приводит лишь к перенормировке давления, не вызывая колебаний жидкости, а значит не вызьшая и осредненных эффектов. Ситуация изменяется в случае неизотермической, т.е. неоднородной по плотности жидкости. Связанная с неоднородностью плотности вибрационная тепловая конвекция возникает как при чисто поступательных, так и при вращательных колебаниях полости [2, 3]. Однако комбинированные, поступательно-вращательные вибрации полости с неизотермической жидкостью особенно эффективны [3,4]. [c.25]

Анализ эквивалентных схем пьезоизлучателей позволяет определить важнейшие характеристики акустического поля излучения - акустическую мощность и звуковое давление. При возбуждении пьезоэлектрической пластины толшцны h переменным напряжением с амплитудой /q мощность, затрачиваемая на создание ультразвуковых колебаний, составляет [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...