Дегазация с частоты колебаний

Литературные данные [72—75] о частотной зависимости скорости выделения газа весьма противоречивы. Так, в работе [72] отмечается, что оптимальная частота дегазации составляет 35 кгц, что, но мнению автора, соответствует резонансной частоте наиболее часто встречающихся в воде пузырьков (7 о=-0,01 см). При дегазации ряда вязких сред (масло, глицерин, раствор сахара) на частотах 40 и 500 кгц существенной разницы в скорости процесса не замечено [73, 74]. Точно так же дегазация расплава оптического стекла проходила одинаково успешно на частотах 20 и 200 кгц [90, 91]. В то же время, по данным работы [75], с увеличением частоты колебаний растет мощность, необходимая для выделения одного и того же количества газа. [c.305]

Пусть начальное распределение стабильных пузырьков по радиусу описывается некой функцией п (В), спадающей с ростом В (кривая 1). При наложении звукового поля в пузырьки диффундирует растворенный в жидкости газ. По-видимому, наибольший диффузионный поток присущ тем пузырькам, собственная частота колебаний которых совпадает с частотой звукового поля. В силу такой избирательности действия звука в зависимости от выбора частоты колебаний и существующего распределения пузырьков в перекачке растворенного газа участвует большее или меньшее их число. На этой стадии дегазации действует диффузионный механизм процесса, связанный с колебаниями пузырька и микропотоками. Увеличение размеров пузырьков вследствие диффузии вызывает изменение начальной кривой их распределения в соответствии с длительностью, частотой и интенсивностью звука. Новая кривая распределения пузырьков 2 сдвинута относительно начальной кривой в сторону больших значений их радиусов и обладает максимумом, соответствующим резонансу пузырьков на частоте звукового поля. Площади фигур, ограниченных начальной кривой распределения, и кривой, полученной после озвучивания, определяют объем газа, содержащегося во всех пузырьках до и [c.320]

Максимум измельчения зерна затвердевшего расплава при изменении внешнего статического давления ниже и выше атмосферного лежит в районе Ро=1 [121, 164]. Эффект кавитационного разрушения (паровая кавитация) возрастает [168], а степень дегазации жидкости в звуковом поле уменьшается с увеличением статического давления [166]. По-видимому, можно считать, что ультразвуковая кавитация сильно затрудняется дегазацией кристаллизующейся жидкости и поэтому проявляются пузырьковые эффекты. Интенсификация газовыделения из расплава звуковыми вибрациями (несколько десятков герц) [167] не может привести к заметному измельчению зерна вследствие того, что условие (87) не выполняется и максимальная величина всплывающих пузырьков для таких частот колебаний далека от резонансного размера (см. гл. 2). [c.570]

Известно, что эффективность дегазации существенно зависит от частоты колебаний, причем низкие частоты более благоприятны [103]. А. П. Капустин [104] в результате опытов с глицерином, трансформаторным маслом и концентрированным раствором сахара (при частоте 600 кгц и интенсивности не более [c.52]

Пульсацнонпое движение пузырьков происходит с постоянными амплитудами и частотой колебаний несущей среды Q. Воздействие бегущей волны на пузырьки сводится к постоянной силе, направленной для любого пузырька в сторону распространения бегущей волны Однако значение этой силы зависит от размеров пузырьков. Последнее обстоятельство позволяет производить с помощью данного режима дви жения среды сепарацию пузырьков по размерам, а также осуществлять избирательное управление их движениями. Кроме того, величины вибрационных сил при определенных размерах пузырьков весьма значительны, что важно для процессов дегазации и аэрирования. [c.113]

К первой группе эффектов, характеризующихся изменением скорости реакции, относятся ускорение гидролиза диметилсульфата, восстановление платинохлористоводородной кислоты с образованием каталитически высокоактивной металлич. платины, разложение диазосоединений с образованием соответствующих ароматич. углеводородов, ускорение эмульсионной полимеризации стирола, метакрилата и других непредельных соединений, ускорение нек-рых каталитич. реакций и т. д. Это ускорение обусловлено действием различных физико-химич. эффектов, связанных с УЗ дегазацией, диспергированием эмульгированием, локальным нагреванием и др. Ко второй группе относятся все эффекты возникновения химич. реакций под действием УЗ, к-рые в большинстве случаев наблюдаются лишь после возникновения в жидкости кавитации. Звукохимич. превращения наблюдаются при интенсивности УЗ от долей Вт/см до десятков или сотен Вт/см на частотах от 1 кГц до нескольких МГц. Т. к. эти частоты на много порядков меньше собственных частот колебаний молекул, химич. изменений в системе вследствие резонансного поглощения УЗ не наблюдается и варьирование частоты в указанном диапазоне мало сказывается на характере возникающих реакций. [c.373]

Когда рассматривается влияние акустической мощности на скорость массообмена прежде всего встает вопрос о пороговой для начала процесса величине, характеризующей звуковое поле, — давлении, интенсивности, объемной плотности энергии и т. п. В этом отношении в известных нам работах имеется некоторая путаница. Дело в том, что ряд авторов [70, 87, 88) рассматривает явление вынужденного выделения газа из жидкости в прямой связи с процессом кавитации, и в соответствии с этим предлагает считать порог кавитации одновременно и порогом дегазации жидкостей. В работе [89] даже приведены кривые зависимости пороговой амплитуды звукового давления Р , нри которой в дистиллированной воде наблюдалось образование маленьких газовых пузырьков. Однако, судя по описанным в той же работе химическим эффектам, сопровождавшим появление пузырьков, как и в работе [87], речь идет о кавитационном пороге. В работе [77] концентрация газа изменялась только при превышении некоторой величины акустической мощности. Однако обусловлено это разрешающей способностью методики измерения газосодержания, так как визуально выделение газовых пузырьков происходило и при значительно меньших, чем IVд, величинах акустической мощности. Поскольку в перенасыщенной жидкости выделение растворенного газа в колеблющиеся пузырьки происходит при любой амплитуде звукового давления, понятие о пороге дегазации здесь неприменимо. Если же речь идет о жидкости в недонасыщенном состоянии, то, как указывалось в гл. 2, для каждого пузырька существует критическая величина звукового давления Ра ,,, зависящего от относительной концентрации Сд/Ср, нри которой растворенный газ поступает в пузырек. Поскольку при данной частоте звука минимальным значением Ра обладают пузырьки резонансного размера, она является одновременно и порогом дегазации. Следует заметить, что с повышением частоты колебаний, как показывают расчеты, значение Ра также увеличивается (см. рис. 20, стр. 280, Со/Ср = 0,8, Д = Лр,з). [c.304]

Что касается взаимосвязи между величино квазиравновесной концентрации и частотой звукового поля, то при прочих равных условиях (в том числе при постоянной амплитуде звукового давления Рл) она определяется произведением "Ср (/)/е - - . Поскольку функцияобладает максимумом, с изменением частоты звука время установления р должно изменяться таким образом, чтобы прозведение этих функций оставалось постоянным. В этом случае величина С окажется независящей от частоты колебаний, что соответствует экспериментальным данным. Так как в эксперименте зависимость скорости процесса дегазации от частоты описывается функцией вида (где т весьма близко к единице), а время [c.328]

Сопоставление различных методов дегазации (воздействие вакуума, вытеснение кислорода инертным газом, центрифугирование с одновременным воздействием ультразвука) показало, что наиболее высокая скорость и глубина дегазации соответствует акустической обработке. Озвучивание проводилось на частотах 800 и 19 кгц, но, поскольку рабочие объемы не термостатировались, сделать выводы о влиянии частоты колебаний по полученным данным трудно. [c.331]

К процессам У. т. в газах относятся коагуляция аэрозолей, низкотем пературная сушка, горение в ультразвуковом поле. В жидкостях — это в первую очередь очистка, к-рая по-лучила наиболее широкое распространение среди всех процессов У. т., а также травление, эмульгирование, воздействие ультразвука на электрохимические процессы, диспергирование, дегазация, кристаллизация. Процес-сы УЗ-вой дегазации и диспергирования в жидких металлах, а также воздействие УЗ на кристаллизацию металлов играют важную роль при использовании ультразвука в металлургии, кавитация в жидких металлах используется при УЗ-вой металлизации и пайке. УЗ-вые методы обработки твёрдых тел основываются на непосредственном ударном воздействии колеблющегося с УЗ-вой частотой инструмента, а также на влиянии УЗ-вых колебаний на процессы трения и пластической деформации. Ударное воздействие УЗ используется при размерной механической обработке хрупких и твёрдых материалов с применением абразивной суспензии и ири поверхностной обработке металлов, выполняемой с целью их упрочнения. Снижение трения под действием УЗ используется для повышения скорости резания этот же эффект, наряду с эффектом увеличения пластичности под действием УЗ, используется в процессах обработки металлов давлением (волочение труб и проволоки, прокатка). К методам У. т. относится также УЗ-вая сварка, поз- [c.350]

Во-вторых, при расчете функции ф учитывались только диффузионные эффекты, тогда как экспериментальная функция является результатом действия всех работающих на дегазацию механизмов. Как мы видели, кроме диффузии, сюда входят эффекты, ускоряющие выделение из жидкости свободных пузырьков коалесценция за счет силы Бьеркнеса и акустических потоков, изменение скорости всплывания пузырька под действием силы радиационного давления и увлечение его движущейся жидкостью. Насколько существенны эти факторы, можно судить по результатам, приведенным в гл. 3, где рассматривалось поведение одиночного пузырька или пары пузырьков в звуковом поле. Мы видели, что влияние акустических потоков существенно в особых случаях. Действительно, рэлеевские потоки в воде в поле стоячей волны имеют весьма незначительные скорости и не могут оказывать заметного влияния ни на число встреч пузырьков, ни на скорость их всплывания. Роль эккартовского потока при больших интенсивностях звука на высоких частотах и удачном соотношении радиуса звукового пучка и трубы может быть весьма значительной. Однако в проводившихся экспериментах соответствующим выбором диаметра трубы (/ 1= 0) вероятность появления потока была сведена до минимума. Измерение распределения давления по диаметру трубы показало, что из-за неоднородности поля можно принять г = 0,8 Гх, при использованных в эксперименте значениях интенсивности это приводило к весьма небольшим значениям скорости потока. Из приведенных в 3 гл. 3 оценок поправки к скорости на радиационное давление следует, что она существенна только для пузырьков резонансного размера, а для остальных (а их подавляющее большинство) ничтожна. Таким образом, наблюдавшееся в наших экспериментах изменение концентрации газа в жидкости вызвано диффузией растворенного газа в пузырьки и коалесценцие пузырьков под действием си.ты Бьеркнеса, т. е. ф,= фд+ф . Коалесценция пузырьков влечет за собой, с одной стороны, увеличение скорости всплывания пузырьков, что способствует увеличению ф.,, а с другой, как результат увеличения радиуса пузырьков, изменение величины диффузионного потока газа на пузырек в сторону, зависящую от частоты звука. Как мы видели, для коалесценции необходимо, чтобы сдвиг по фазе между колебаниями рассматриваемой пары пузырьков не превышал г. 2. Число коалесценций при этом зависит от концентрации и размеров пузырьков (см. 2 гл. 3). Так как постоянные коэффициенты в функции распределения иузырьков по числу и радиусам неизвестны, пока пет возможности оценить число встреч пузырьков при различных интенсивностях звука и частотах, т. е. найти зависимость эффекта коалесценции от основных параметров поля. Так как ф складывается из фд и ф , можно было бы предположить, что существование максимума кривой частотной зависимости обусловлено онределенным взаимодействием фд и ф . В самом деле, если принять, что диффузионная стадия [c.326]

На рис. 33 приведены экспериментальные [39] кривые зависимости высоты фонтана в воде от избыточного статического давления газовой среды (воздуха). Верхняя ветвь кривой 1 соответствует увеличению избыточного давления в свежей водопроводной воде, нижняя — отражает изменение высоты фонтана при снижении давления до атмосферного, Напряжение на излучателе, имеющем частоту собственных колебаний 2,0 Мгц, в течение всего эксперимента поддерживалось постоянным. В этой работе [39] показано, что совсем другие результаты получаются при проведении того же эксперимента с тщательно дегазированной (ва-куумированной с наложением ультразвука) дистиллированной водой. Кривая изменения высоты фонтана (кривая 3) в такой воде не имеет провала, а прямой ход полностью совпадает с обратным. С увеличением избыточного давления происходит лишь незначительное монотонное уменьшение высоты фонтана. При давлении 10 атм высота фонтана уменьшается не более чем на 6% от первоначальной (при р = 0). При повторном измерении изменения высоты фонтана в этой же воде без ее дополнительной дегазации оказалось, что на кривой Н появляется небольшой провал, глубина которого растет с увеличением количества циклов повторных измерений. Это объясняет гистерезис кривой зависимости высоты фонтана Н от величины избыточного давления р . Кривая 2 на рис. 33 соответствует эксперименту с дистиллированной водой, отстоявшейся в течение длительного времени (без дегазации). По своему типу эта кривая занимает промежуточное положение между кривыми 1 та. 3. Ильин и Экнадиосянц исследовали экспериментально зависимость высоты фонтана в органических жидкостях (тетралин, фталаты, спирты) от величины избыточного статического давления воздуха над жидкостями. Найденные в результате этих экспериментов кривые похожи на кривую 3 рис. 33. Таким образом, эти экспериментальные результаты позволили установить, что характерный провал на кривых изменения высоты фонтана есть свойство, присущее только недегазированной воде. Тщательно дегазированная вода и органические жидкости этим свойством не обладают. [c.364]

В низкочастотном диапазоне ультразвуковых колебаний характер зависимостей потенциала (ток =10 ма1см ) и тока (потенциал Аер=1200 мв) через катод от величины колебательной скорости Уд показан соответственно на рис. 10 (кривая 4) и рис. 11 для случая электроосаждения никеля из раствора 40 г/л N12804-7Н20 (40 г/л). Кривые имеют вид, отличающийся от кривых рис. 9. Зависимости построены на основании результатов работы [47] (частота 34 кгц). Наблюдаемый резкий излом кривых при значениях скорости У р 1,5 см/сек (р р=0,23 атм) совпадает с началом дегазации (или газовой кавитации) на поверхности электродов [47]. [c.534]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...