Влияние иа кавитацию газосодержание жидкости

Важнейшим нелинейным эффектом в УЗ-вом поле является кавитация — возникновение в жидкости массы пульсирующих пузырьков, заполненных паром, газом или их смесью. Сложное движение пузырьков, их захлопывание, слияние друге другом и т. д. порождают в жидкости импульсы сжатия (микроударные волны) и микропотоки, вызывают локальное нагревание среды, ионизацию. Эти эффекты оказывают влияние на вещество происходит разрушение находящихся в жидкости твёрдых тел кавитационная эрозия), возникает перемешивание жидкости, инициируются или ускоряются различные физич. и химич. процессы. Изменяя условия протекания кавитации, можно усиливать или ослаблять различные кавитационные эффекты, напр, с ростом частоты УЗ увеличивается роль микропотоков и уменьшается кавитационная эрозия, с увеличением гидростатич. давления в жидкости возрастает роль микроударных воздействий. Увеличение частоты обычно приводит к повышению порогового значения интенсивности, отвечающего началу кавитации, к-рое зависит от рода жидкости, её газосодержания, темп-ры и пр. Для воды в низкочастотном УЗ-вом диапазоне при атмосферном давлении оно обычно составляет 0,3— [c.12]

Рассмотрим зоны пузырьковой кавитации. Скорость звука 0 завист от объема пузырьков газа. При весьма малой концентрации пузырьков влияние их на скорость звука не проявляется. Однако это влияние быстро возрастает с ростом газосодержания и при значениях порядка 1 % объема смеси скорость звука может упасть до 20—50 м/с. При дальнейшем росте объема газа почти не меняется вплоть до полного вытеснения жидкости из смеси. Тогда скорость звука начинает быстро увеличиваться до значения скорости звука в газе [49, 199]. Сказанное позволяет предположить, что в значительных пределах изменения объемного содержания газового компонента [c.33]

В жидкостях основную роль при воздействии УЗ на вещества и процессы играет кавитация. На кавитации основан получивший наибольшее распространение УЗ-вой технологич. процесс — очистка поверхностей твёрдых тел. В зависимости от характера загрязнений большее или меньшее значение могут иметь различные проявления кавитации — микроударные воздействия, микропотоки, нагревание. Подбирая параметры звукового поля, физико-химич. свойства моющей жидкости, её газосодержание, внешние факторы (давление, темп-ру), можно в широких пределах управлять процессом очистки, оптимизируя его применительно к типу загрязнений и виду очищаемых деталей. Разновидностью очистки является травление в УЗ-вом поле, где действие УЗ совмещается с действием сильных химич. реагентов. УЗ-вая металлизация и пайка основывается фактически на УЗ-вой очистке (в т. ч. и от окисной плёнки) соединяемых или металлизируемых поверхностей очистка обусловлена кавитацией в расплавленном металле. Степень очистки при этом так высока, что образуются соединения неспаиваемых в обычных условиях материалов, напр, алюминия с другими металлами, различных металлов со стеклом, керамикой, пластмассами. В процессах очистки и металлизации существенное значение имеет звукокапиллярный эффект, обеспечивающий проникновение моющего раствора или расплава в мельчайшие трещины и поры и сам обусловленный кавитацией. Этот эффект применяется для пропитки пористых материалов, он оказывает влияние на все процессы УЗ-вой обработки твёрдых тел в жидкостях. У 3-вое диспергирование твёрдых тел происходит под действием микроударных волн, возникающих при захлопывании кавитационных пузырьков, и заметно интенсифицируется при наличии статич. давления. Этим способом можно получать мелкодисперсные материалы, необходимые для лабораторных анализов минералов и применяемые в фармацевтич., химич., лакокрасочной и др. отраслях промышленности, а также играющие большую роль в порошковой металлургии. Размер получаемых при УЗ-вом диспергировании частиц может составлять доли мкм. Аналогичным процессом для жидкости является процесс эмульгирования также обусловленный кавитацией и обеспечивающий получение стойкпх однородных мелкодисперсных эмульсий (минимальный размер капель достигает 0,1 мкм). [c.19]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...