Радиационное давление частицу в звуковом поле

Остановимся на задаче о радиационном давлении в другом предельном случае, когда взвешенные в среде препятствия (частицы) малы по сравнению с длиной звуковой волны X. Для простоты ограничимся рассмотрением препятствия в виде шара радиуса 7 1, причем X. Решение такой задачи в определенной степени проясняет физический механизм поведения пузырьков в звуковом поле, а также явление левитации (см. ниже). Этому решению посвящено много работ, однако нельзя сказать, что здесь все выяснено даже в простейшем случае отсутствия в среде вязкости. [c.126]

Общая формула для силы радиационного давления звука на малый шар (2.13) позволяет рассмотреть более трудную и интересную задачу о взаимодействии двух сферических частиц в звуковом поле. Общий путь решения этой задачи таков. Положим, что исходный шар радиуса Дх имеет координату Гь а на расстоянии = Г2—от этого шара имеется другой шар с радиусом 7 2- [c.132]

Ещё одна весьма важная особенность УЗ — возможность получения высоких значений интенсивности при относительно небольших амплитудах колебательного смещения, т. к. при данной амплитуде интенсивность прямо пропорциональна квадрату частоты. (Амплитуда колебательного смещения на практике лимитируется прочностью акустич. излучателей.) Существенно возрастает с частотой и роль нелинейных эффектов в звуковом поле, поскольку при заданном значении амплитуда колебательной скорости V и, следовательно, акустич. число Маха М растут с частотой / для гармонич. волн V = 2я/5 В УЗ-вом поле большой интенсивности развиваются значительные акустич. течения, скорость к-рых, как правило, мала в сравнении с колебательной скоростью частиц. Течения могут быть обусловлены поглощением звука, могут возникать в стоячих волнах или в пограничном слое вблизи препятствий разнообразного вида. Радиационное давление также возрастает с увеличением частоты, т. к. величина его пропорциональна интенсивности звука в УЗ-вом диапазоне частот оно используется в практике акустич. измерений для определения интенсивности звука. Пондеромоторные силы как акустич., так и гидродинамич. происхождения, действующие на находящиеся в звуковом поле тела, приобретают в УЗ-вом диапазоне частот заметную величину, поскольку онп пропорциональны либо квадрату колебательной скорости, либо колебательной скорости в первой степени, как, напр., в случае звукового давления. Для того чтобы определяющие разнообразные эффекты звукового поля параметры — интенсивность звука, звуковое давление, колебательная скорость, радиационное давление — достигли заметной величины, с увеличением частоты требуется всё меньшее значение амплитуды колебательного смещения (см. табл. 1). [c.12]

Под давлением звука (радиационным давлением) обычно понимают среднее по времени давление, действующее на препятствие в звуковом поле. Препятствие при этом понимается в самом широком смысле — это и тела в звуковом поле, и граница раздела двух сред, и одни частицы среды но отношению к другим частицам этой же среды. [c.51]

Поверхностные пленки в жидкости под действием ультразвука разрушаются вследствие кавитации и акустических течений. Добавка в жидкость при определенных условиях мельчайших (размером не более 5 лек) абразивных частиц способствует ускорению разрушения твердых тел в звуковом поле [24]. В этом случае наряду с кавитацией и акустическими течениями известную роль в ускорении движения частиц может играть радиационное давление. Иногда (например, при очистке контактным методом, когда ультразвуковые колебания возбуждаются в самом очищаемом изделии) определенную роль могут играть знакопеременные напряжения, возникающие в пленке загрязнений при изгибных колебаниях детали, способствующие отслаиванию и разрушению пленки, если ее усталостная прочность незначительна. [c.171]

На основе всего сказанного о радиационном давлении на малые препятствия можно сделать вывод о роли этого эффекта в процессе взаимодействия частиц аэрозоля в звуковом поле. Силы радиационного давления [c.648]

Образование агрегатов не только в пучности волны, где благодаря радиационному давлению создается максимальная концентрация частиц, а также тот факт, что образование агрегатов начинается сразу же после наложения звукового поля, т. е. значительно быстрее, чем могут переместиться частицы в пучность волны, противоречат радиационной гипотезе. [c.665]

Перечень акустических явлений, протекающих одинаково в области звуковых и ультразвуковых частот, можно было бы значительно расширить и конкретизировать. Однако это вовсе не означает, что изучение ультразвука не дает ничего нового. Как раз напротив, существует обширный класс явлений, которые характерны только для ультразвука, и их с трудом можно (или вообще нельзя) обнаружить в области звуковых частот. Часть этих явлений принято объединять под общим названием эффектов второго порядка ). К ним относятся, например, радиационное давление, акустический ветер, ультразвуковой фонтан, притяжение между частицами в звуковом поле и т. д. Многие специфические явления ультраакустики не получили еще достаточно строгого теоретического объяснения. [c.69]

Помимо дрейфа под действием радиационного давления частицы аэрозоля совершают однонаправленные движения, вызванные иными силами. Таков, например, дрейф, связанный с изменением вязкости в поле звуковой волны. Как известно, распространение звука сопровождается колебательными изменениями температуры среды, а, следовательно, и вязкости. В этом случае формула Стокса для средней по времени силы сопротивления, действующей на находящееся в звуковом поле тело, запишется в виде F — Ъкаг [Т)и, где и — колебательная скорость в звуковой волне (черта означает усреднение по времени). [c.649]

Разновидностью акустических методов являются методы ультразвукового разделения жидких дисперсных систем, которые сегодня достаточно многообразны. В числе их ультразвуковая коагуляция с одновременным или последующим осаждением частиц в гравитационном или центробежном поле, ультразвуковая фильтрация, разделение частиц с помощью стоячих волн и конвекционных потоков, ультразвуковое расслоение потока дисперсной системы в стоячей волне. Явления, протекающие в дисперс- ных системах при озвучивании, обусловливаются силами радиационного давления силами, возникающими из-за периодического изменения вязкости колеблющейся среды, асимметрии формы звуковой волны, асиммметрии колебательного движения в стоячей ультразвуковой волне силами, вызываемыми взаимодействием частиц между собой. [c.81]

Первая часть книги написана В. А. Красильниковым. При написании этой части большую помощь оказал А. М. Обухов, который сделал ряд ценных замечаний по главам 1 и 7. К. Н. Баранскому принадлежат основные идеи 5 гл. 2, относящегося к релаксации сдвиговой вязкости он также высказал ряд ценных замечаний по этой главе. В. Н. Алексеев принял большое участие в написании гл. 5, в которой использованы полученные им новые результаты о радиационном давлении звука на сферу и о взаимодействии двух сферических частиц в звуковом поле. В. Н. Алексеев и В. П. Юшин оказали большую помощь в написании гл. 6 (звуковая кавитация), в которой изложен ряд полученных ими новых результатов. [c.8]

Под действием силы радиационного давления малые частицы массы т приходят в движение и собираются в узлах звукового давления в стоячей волне. Они могут находиться там в подвешенном состоянии, если эта сила достаточна для того, чтобы уравновесить силу тяжести mg. Такое подвешивание частиц в звуковом поле и фиксация их в определенных зонах называется акустической левитацией. Например, в поле стоячей волны при частоте /=20 кГц и интенсивности звука 10 Вт/м в условиях земной гравитации может левитировать сфера с радиусом 0,4 см и массой 2 г. [c.130]

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]

На основании описанных экспериментов можно сделать важный вывод о гидродинамической природе сил взаимодействия между частицами в звуковом поле. Силы радиационного давления на частицы в данных опытах не действовали, так как сферы помещались в пучность колебаний. Электризация частиц исключалась различными способами в опытах Кука заменой сфер из воска посеребренными сферами и заземлением стеклянной трубки, в опытах Сташевского — изготовлением сфер и трубки из одинакового стекла и ионизацией воздуха в трубке препаратом радия. [c.657]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...