Акустические потоки

Анализ колебаний с большими амплитудами колебания давления и скорости при условии, что пограничный слой остается ламинарным, показывает, что характер обтекания тел изменяется. В этом случае происходит деформация формы как вихрей внешнего акустического потока, так и вторичных вихрей внутреннего течения., [c.164]

Образование кавитационных пузырьков при УЗО подобно процессам газожидкостного плюмажа или инжекционной обработки расплава порошками, рассмотренным выше. Однако в отличие от них при УЗО происходит более интенсивная дегазация расплавов. Она включает зарождение кавитационных газовых пузырьков, их рост в результате направленной диффузии из расплава в полость, коалесценцию мелких пузырьков в результате развития акустических потоков и их вынос на поверхность расплава [346]. Однако определяющая роль кавитации в улучшении структуры расплава и твердого металла заключается отнюдь не в дегазации, а в эффектах самоорганизации диссипативных структур, обусловленной возникновением нелинейной динамики на границе твердая—жидкая фазы. При критических условиях она приводит к неустойчивости движения и бифуркациям, при которых рост кристаллов и затвердевание сплавов связано со сложными кооперативными процессами массо- и теплопереноса, течением жидкости, химическими реак- [c.226]

Такой интерес к акустическим потокам вызван не только тем, что потоки могут иметь большое значение в различного рода эффектах, связанных с воздействием интенсивных звуковых и особенно ультразвуковых волн (например, в очистке под действием ультразвука или в воздействии звуковых колебаний или вибраций на теплоотдачу нагретых тел), но также и тем, что в теории [c.207]

Типичное распределение скорости стационарного акустического потока по (6.58) показано на рис. 49. Поток в звуковом пучке направлен от источника звука, по периферии трубы поток направлен к излучателю. При малых у поток от источника звука несколько больше диаметра звукового пучка. Зависимость максимальной скорости акустического течения, которая согласно (6.58) имеет место на оси трубы, от соотношения между радиусом трубы и радиусом звукового пучка Гу показана на рис. 50. С увеличением Го / Г1 максимальная скорость медленно увеличивается, но имеет порядок Uq. Согласно (6.58) скорость обращается в нуль в том случае, когда радиус звукового пучка равен радиусу трубки (г/ = 1). Этим последним обстоятельством можно пользоваться [26] для уменьшения влияния акустического течения в экспериментальных условиях. [c.231]

В отличие от других вопросов нелинейной акустики, где нестационарные процессы совершенно не исследованы, для акустических потоков была сделана попытка экспериментального определения времени установления [c.246]

Применяют ультразвуковые колебания значительной мощности, при этом в подвергаемой ультразвуковому воздействию жидкости происходит ряд вторичных эффектов, из которых важнейшее значение имеют акустические потоки, радиационное давление и кавитация, которая в процессах очистки особенно эффективна [4.17 4.18]. [c.110]

При ответе на этот вопрос мы не должны использовать тот довод, что член (60) не должен быть существенным в переносе-энергии, поскольку его среднее (в некотором смысле) значение-равно нулю. Разумеется, звук часто генерируется колебаниями, которые в линейной теории вызывают флуктуации скорости и жидкости около ее нулевого значения. Однако если включить lex в I, которая является величиной второго порядка малости, то нужно включить в lex вклады U того же порядка, которые могут быть вычислены только на основе нелинейной теории и могут иметь ненулевое среднее значение (это были бы исправленные движения, которые часто описываются как акустический ветер или как акустический поток и которые более подробно изучаются в разд. 4.7). [c.30]

Движения акустического потока обычно рассчитываются без учета левой части уравнения (193), так что принимается, что [c.413]

Эта книга, чтение которой доставляет истинное удовольствие, насыщена важной информацией и идеями, которые выдержали испытание временем. Примером является замечательный общий вывод скорости распространения энергии (см. разд. 3.8 настоящей книги). Другим примером глубокого анализа может служить акустический поток (здесь разд. 4.7). [c.568]

Заметим, в частности, что в гл. 3 второго тома рассматривается влияние запаздывания на акустическое затухание, обсуждаемое нами в разд. 1.13, а в гл. 11 рассмотрен акустический поток (в нашей книге разд. 4.7). Гл. 12 четвертого тома посвящена взаимодействию звуковых и электромагнитных волн в ионизованном газе (в нашей книге эпилог, часть 1). [c.568]

Рассмотрим, следуя Эккарту [100], акустические потоки в области со следующей геометрией звуковой пучок радиуса распространяется в цилиндрической трубе радиуса Г() с жесткими стенками. В начале координат (при [c.202]

Окончательное выражение для скорости акустического потока имеет вид [c.207]

Методы, основанные на измерении радиационного давления и акустических потоков [c.337]

Фиг. 75. Акустическая система для измерений методом акустического потока (по Холлу и Лэмбу).

В настояш ее время известны и в значительной мере исследованы три типа акустических потоков. [c.89]

Возникновение течения означает отличие от нуля среднего по времени потока массы. Здесь это следует особенно подчеркнуть, так как известно, что в мощных звуковых полях такие средние по времени параметры, как давление, плотность, скорость, могут быть не равны соответствующим параметрам для невозмущенной среды. Появление постоянной составляющей скорости (если среда до включения звука покоилась) отнюдь еще не означает возникновения потока эта постоянная составляющая скорости может компенсироваться постоянным по времени изменением плотности, так что среднего по времени потока массы не будет. Постоянная составляющая скорости, например, появляется при решении в эйлеровых координатах задачи о конечных колебаниях неограниченного поршня в недиссипативной среде однако, как показывает анализ этого решения, среднего по времени потока массы при этом нет, что вполне естественно, ибо возникновение потока при непроницаемом поршне противоречило бы здесь условию сохранения массы. Этот пример не означает все же, что при определенных условиях в неоднородном звуковом поле в недиссипативной среде не могут возникнуть акустические потоки. В настоящее время этот вопрос почти не исследован. [c.90]

Скорость стационарных акустических потоков меньше амплитуды колебательной скорости в звуковой волне. В том случае, когда скорость потока значительно меньше амплитуды колебательной скорости, представляется целесообразным называть течение медленным. В настоящее время как теоретически, так и экспериментально более или менее исследованы только медленные течения. Что касается быстрых течений, для которых скорость потока имеет порядок величины амплитуды колебательной скорости, то исследование их только начато и работ, посвященных этим течениям, еще очень мало. [c.90]

В заключение следует сказать, что, в отличие от других вопросов нелинейной акустики, где нестационарные процессы совершенно не исследованы, для акустических потоков была сделана одна попытка экспериментального определения времени установления стационарного течения. Поскольку уравнение, описываюш,ее эккартовское течение,— это уравнение диффузии вихрей [4], порядок времени установления (времени диффузии вихрей) может быть определен по т где/>" — характерный размер [c.126]

Е. В. Романенко. Экспериментальное исследование акустических потоков в воде. Акуст, ж., 6, 1, 92, 1960. [c.127]

Рпс. 26. Скорость акустического потока, вызванного потерями звуковой энергии, затраченной на образование кавитации [c.265]

Сейчас еще невозможно сформулировать даже качественные закономерности, устанавливающие связь между скоростью акустических потоков, уровнем радиационного давления, с одной стороны, эффективностью очистки от растворимых загрязнений, скоростью движения мелких деталей и интенсивного кавитационно-абразивного разрушения, с другой стороны, так как экспериментальных работ в этой области нет. Поэтому приходится ограничиваться самыми общими объяснениями влияния этих факторов на процесс ультразвуковой очистки. [c.180]

Детали в процессе обработки должны находиться в постоянном движении. Способность деталей удерживаться во взвешенном состоянии под действием акустических течений зависит от отношения веса детали О к площади ее поверхности 3. Величина этого отношения, зависящая от коэффициента увлечения акустическим потоком, есть важнейшая характеристика, определяющая возможность использования ультразвукового метода снятия заусенцев для каждой конкретной детали. По данным работы [63] детали должны иметь значение С/З не более 5 10" г/мм . [c.220]

Движение пузырьков и их коалесценция в поле акустических потоков [c.286]

При рассмотрении возможного влияния акустических потоков типа рэлеевских и эккартовских на движение газовых пузырьков в жидкости следует различать две стороны вопроса 1) под действием акустических течений может измениться скорость поступательного движения пузырька [c.286]

Затухание звука, как известно, может быть вызвано разными причинами. В чистых жидкостях основной причиной затухания являются потери за счет сдвиговой и объемной вязкости, а при больших интенсивностях — также рассеяние на дегазационных пузырьках, потери, связанные с возникновением кавитации, и т. д. В газах существенную роль помимо вязкости играет теплопроводность. Поскольку скорость акустического течения намного меньше скорости звука, эккартовское акустическое течение можно рассматривать ьак течение несжимаемой жидкости под действием градиента радиационного давления, вызванного затуханием в результате действия всех причин, в то время как торможение акустического потока обусловлено только сдвиговой вязкостью. Поэтому скорость потока определяется отношением всех диссшхатив-ных коэффициентов к сдвиговой вязкости [32]. Экспериментально ото, пожалуй, наиболее убедительно было показано по измерениям течений в аргоне [33], где объемная вязкость, как известно, равна нулю, а поглощение обусловлено только сдвиговой вязкостью и теплопроводностью. [c.233]

Приближенный расчет скорости стационарного течения можно легко произвести для несколько идеализированного случая четко коллимироваи Юго однородного по сечению ультразвукового пучка, на границах которого скорость потока обращается в нуль. Такие утловпя в известной мере реализуются, например, если пучок ограничен стенками жесткой трубки, которая, однако, должна иметь отверстия для гидродинамического контакта жидкости, находящейся в ультразвуковом поле, т. е. внутри трубки, с невозмущенной наружной жидкостью. Без такого контакта радиационное давление в пучке будет вызывать лишь некоторое разрежение среды, — никакого течения в ней, естественно, не возникнет (если пучок, конечно, однороден по площади сечения). Скорость стационарного акустического потока на оси пучка в этом случае можно найти на основании известной формулы Пуазейля [c.119]

V 4С), которые в эгом случае могут служить лишь для приближенной оценки скорости акустического потока [c.121]

Увеличение коррозионной стойкости хроматных покрытий, полученных при пассивировании в поле ультразвука двух частот (22 кГц и 1 мГц), объясняется тем, что при совмещении ультразвуковых колебаний указанных частот резко возрастает скорость акустических потоков, создающих интенсивное перемешивание раствора, усиливается массо- и теплообмен, значительно облегчаются ди( узионные процессы, ультразвук оказывает более интенсивное влияние на окислительно-восстановительный потенциал среды и другие физико-химические свойства системы металл — раствор. В результате значительного увеличения массо- и теплообмена, локального повышения температуры и давления процесс пассивирования протекает ускоренно. Все это приводит к получению пассивных пленок, обладающих повышенной стойкостью против коррозии. [c.451]

Мощность ультразвука, полученная от искусственных источников, может достигать десятков, сотен ватт или даже киловатт, а интенсивность — десятков и сотен вт/сл1 . В случае средней и большой интенсивностей ультразвука теория распространения упругих колебаний уже не может ба.эироваться иа линейном волновом уравнении, рассмотренном выше. При больших интенсив-ностяхвозникают искажения формы ультразвуковой волны в процессе ее распространения (участки сжатия среды опережают участки разрежения). Радиационное давление и акустические потоки (звуковой ветер) — это так называемые эффекты второго порядка, рассматриваемые в теории нелинейной акустики [56, 57]. [c.287]

Стюарт (Stuart J. Т.).— J. Fluid Me h., 1966, v. 24, p. 673—687 ясно показано, что при этом обычная теория справедлива только в тех случаях, когда число Рейнольдса, вычисляемое по самой скорости акустического потока, достаточно мало, и, наоборот, гидродинамическая теория при больших числах Рейнольдса применима к сильным акустическим потокам. Отсюда появилась идея использовать в разд. 4.7 решение для струи, полученное в работе [c.572]

Колебания компактного тела в покоящейся жидкостп генерируют поток по существу тот же самый, что и в том случае, когда плоские звуковые волны падают на неподвижное тело. Общий, обзор по акустическЕМ потокам для таких случаев дан в работе [c.572]

Помимо процесса релаксации к появлепию эффекта синхронного рассеяния звука могут привести и другие причины. Если, например, распространение иптенсивных волн сопровождается значительной передачей их импульса среде, возникают акустические течения (см. гл. VIH). Конфигурация и величина скорости акустического потока сильно зависят от геометрии системы, однако для простоты мы будем считать, что течение возникает лишь внутри области, занятой пучком со со скоростью и внутри области, занятой вторым пучком — со скоростью щ-Выкладки, аналогичные проделанным выше, приводят здесь к следующему волновому уравнению [c.126]

Распространение волн конечной амплитуды, таким образом, сопровождается постоянным течением, известным в акустике как акустический ветер. Следует отметить, что рассмотренное в этом параграфе течение, в отличие от классических акустических потоков (см. гл. VIII), не связано с диссипацией волны и представляет собой чисто нелинейный эффект. [c.188]

В настоящее время имеется много решенных задач, посвященных акустическим потокам в пограничном слое. Несмотря на большое число практических применений, теоретическое рассмотрение этих проблем в основном проводится методом последовательных приближений, о достоинствах и недостатках которого упоминалось выше. Поскольку задачи эти уже нашлп отражение в прекрасных обзорах Зарембо [8] и Нпборга [9], их более подробное рассмотрение здесь не представляется целесообразным. [c.222]

Третий вид акустического течения, имеющий большое значение в задачах интенсификации процессов массо- и теплообмена, это акустические потоки в тонком акустическом пограничном слое, толщина которого порядка длины вязкой волны (2т]/сор) /2. Это течение проявляется в большей степени в звуковом диапазоне, так как на ультразвуковых частотах очень мало. Масштабы вихрей в акустическом пограничном слое меньше X, так что такое течение имеет малые масштабы. Теория таких мелкомасштабных течений в пограничном слое впервые была разработана Шлихтингом [22, 23] их часто называют шлихтинговскими. Отметим, что скорость всех этих трех типов акустических течений даже при сравнительно большой интенсивности звука обычно мала по сравнению с колебательной скоростью в звуковой волне. Однако в небольшом числе экспериментов по возбуждению эккартовского течения очень интенсивным звуком эти скорости были сравнимы по величине. Подробные сведения о всех трех видах акустических течений имеются в обстоятельных обзорах [24, 25]. [c.136]

Интенсивность ультразвука должна соответствовать развитой кавитации. Увеличение интенсивности ультразвука и развитие акустических потоков снижает звукокапиллярный эффект. Для каждой жидкости существует температурный интервал, в котором интенсивность эффекта максимальна. Для воды и водных растворов он составляет 308—330 1( для глицерина 350—360 К для трихлор-этилена, бензина, спирта 290—295 К. Сила, возникающая вследствие захлопывания кавитационных пузырьков, действует на жидкость у входа в капилляр. Направление силы совпадает с на правлением действия звуковой волны. Перемещение жидкости происходит внутри капилляра, вдоль его оси, направление перемещения совпадает с направлением действия силы. Характеристики некоторых жидких сред, на которых проявляется ФЭ, приведены в табл. 14. [c.140]

Акустический поток. Возникновение акустического потока при распространении ультразвукоиых волн, излучаемых преобразователем из кварца или титаната бария, впервые было исследовано Экартом [25]. На этом принципе Пирс и Лэмб [26], Холл и Лэмб [c.338]

Увеличение показаний радиометра после появления кавитации может быть объяснено, по-видимому, тем, что после прохождения кавитационной зоны, волновой фронт частично теряет свою сферичность, а создавшиеся акустические потоки — соответственно свое радиальное направление, поэтому поправка на сферичность фронта, которая вводилась при чисто сфери- [c.204]

О методах количественной оценки скорости акустических потоков и уровня радиационного давления для случая некавитирующей жидкости подробно сказано в частях П и III второй книги настоящей монографии. Пульсации кавитационных полостей приводят к возникновению дополнительных потоков как в объеме жидкости, так и на границе жидкость— твердое тело, а также к изменению уровня радиационного давления. Это особенно важно учитывать при ультразвуковой очистке в режиме интенсивной кавитации и нри наличии в жидкости мельчайших абразивных частиц, например в случае удаления заусенцев в звуковом поле (об этом будет сказано в гл. 3). [c.180]

Пары или группы мелких пузырьков коалесцируют, образуя пузырьки больших размеров. Эта фаза обусловлена действием акустических потоков, радиационного давления, сил Бьеркнеса и Бернулли. [c.255]

Ускорение выделения из жидкости свободного газа, находящегося в ней в виде пузырьков, в звуковом доле обусловливается рядом факторов. Всплывание пузырьков, по-видимому, ускоряется за счет их укрупнения под действием силы Бьеркнеса, благодаря увлечению пузырьков акустическими потоками, а также под влиянием радиационного давления. Ввиду сложности процесса дегазации в целом мы, как и ранее, рассмотрим отдельные его этапы, причем оценка влияния указанных факторов будет дана на примере одиночного пузырька газа или пары пузырьков. [c.282]

Распространение звуковых волн средней и высокой интенсивности, в жидкости сопровождается однонаправленным движением среды, известным под названием акустического потока [105]. Различают три типа потоков [c.286]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...