Поглощение звука в воздухе газах

Механизм поглош,ения звука пузырьками воздуха в воде достаточно сложен. Это поглощение вызывается многими причинами, но основными из них можно считать две во-первых, отвод тепла от пузырька к жидкости при периодических изменениях объема пузырька, которые он испытывает под действием проходящей звуковой волны, и, во-вторых, рассеяние части энергии звуковой волны за счет того, что пузырек при своих пульсациях сам становится излучателем звука. Это излучение, или рассеяние, происходит по всем направлениям благодаря малым размерам пузырька. Механизм поглощения звука пузырьками воздуха во многом аналогичен механизму релаксационного поглощения звука в многоатомных газах, который мы кратко разобрали в пятой главе. [c.329]

Ричардсон [1727] нашел небольшое увеличение поглощения звука в углекислом газе при облучении его инфракрасным светом, прерываемым с частотой, равной частоте собственных колебаний газа причиной здесь, очевидно, является нагревание газа и связанное с ним повышение энергии колебаний молекул, Ф, Фрай и В. Фрай [2835] поставили опыты с целью выяснения возможности использования ультразвуковой волны в газе в качестве детектора падающего модулированного инфракрасного излучения. Они воспользовались интерферометром с двумя кристаллами с частотой 922 кгц. В чистом воздухе амплитуда модуляции, измеренная на приемном кварце, быстро падает при увеличении частоты модуляции в смеси же СО —НдО, в которой [c.339]

В газах и жидкостях, не засоренных взвешенными частицами, пузырьками воздуха (в жидкости), рассеяние отсутствует, и затухание определяется только поглощением. Коэффициент поглощения пропорционален квадрату частоты. В связи с этим в качестве характеристики поглощения звука в жидкостях и газах вводят параметр 6/р (табл. 3). [c.192]

Ввиду малой длины волны У. характер его распространения определяется в первую очередь молекулярной структурой среды, поэтому, измеряя скорость с и коэф. затухания а, можно судить о молекулярных свойствах вещества (см. Молекулярная акустика). Характерная особенность распространения У. в многоатомных газах и во мн. жидкостях—существование областей дисперсии звука, сопровождающейся сильным возрастанием его поглощения. Эти эффекты объясняются процессами релаксации (см. Релаксация акустическая). У. в газах, и в частности в воздухе, распространяется с большим затуханием (см. Поглощение звука). Жидкости и твёрдые тела (особенно монокристаллы) представляют собой, как правило, хорошие проводники У., затухание в них значительно меньше. Поэтому области использования У. средних и высоких частот относятся почти исключительно к жидкостям и твёрдым телам, а в воздухе и газах применяют только У. низких частот. [c.215]

Упругие волны могут распространяться не только в газах и жидкостях, но и в твёрдых телах. При этом в однородных твёрдых телах (в большинстве металлов — в железе, стали, алюминии) условия распространения упругих волн более благоприятны, чем, например, в воздухе звук распространяется в металлах на большие расстояния, испытывая гораздо меньшее поглощение. [c.349]

Обращаясь к рассмотрению вопроса о поглощении звука, мы должны прежде всего вспомнить о том, что всякая среда (в частности, и воздух) обладает известной вязкостью. При распространении звуковой волны в газообразной среде хаотическое тепловое движение приводит к обмену молекулами между слоями газа, обладающими различным количеством упорядоченного (колебательного) движения в результате этого быстрее движущиеся слои теряют некоторое количество движения, а медленнее движущиеся слои получают добавочный импульс. Обмен количествами движения между двумя слоями газа, расположенными рядом в направлении распространения волны, эквивалентен действию сил вязкого трения, работа которых необратимо переходит в тепло. Соответствующая энергия безвозвратно теряется волной, чем и обусловлено поглощение звука за счёт вязкости среды. [c.439]

У г. 2) Рассеянием звука на препятствиях в среде и её неоднородностях, размеры к-рых малы или сравнимы с длиной волны (напр., в газах это жидкие капли, в водной среде — пузырьки воздуха, в ТВ. телах — разл. инородные включения или отд. кристаллиты в поликристаллах), а также на неровных и неоднородных границах среды. 3) Поглощением звука, к-рое происходит в результате необратимого перехода энергии волны в др. виды энергии (преим. в теплоту). При 3. з., обусловленном рассеянием и поглощением, амплитуда убывает с расстоянием г по закону е , где б — коэфф. 3. 3. [c.196]

Поглощение ультразвуковых волн в газах впервые измерено русским ученым Неклепаевым. Им было обнаружено, что при частоте 400 кГц коэффициент поглощения звука в воздухе значительно больше, чем следует по классической теории. Позже коэффициент поглощения в газах был измерен многими другими учеными. Во всех случаях коэффициент поглощения в газах превышает значение, полученное из вычислений по классической теории. Кроме того, для газов отношение a/v не остается постоянным, а имеет характерную зависимость от частоты. [c.377]

Неклепаев [1405] впервые осуществил надежные измерения поглощения звука в воздухе в диапазоне частот 132—415 кгц. Ъ последующие годы (до 1932 г О Пильмайер [1566, 1567, 1570], Гроссман [749, 750] и Абелло [88, 89] произвели измерения в различных газах. Некоторые результаты их измерений приведены [c.329]

Методика измерения поглощения звука в газах в принципе аналогична методике, применяемой при измерениях в жидкостях. Большинство измерений было выполнено при помощи ультразвукового интерферометра. Так, Пильмайер [1565—1567, 1570] уже в 1929—1930 гг. подробно исследовал поглощение звука в воздухе, Og и Оз, пользуясь интерферометром Пирса. Белявская [224] также применяла этот метод при измерении поглощения в воздухе и СОз. [c.330]

Большое поглощение звука в углекислом газе было использовано недавно Кейделем [3241, 3245] для определения с медицинскими целями содержания углекислого газа в воздухе, выдыхаемом человеком. Протекающий через небольшую измерительную камеру воздух пронизывается звуковым пучком с частотой 57 кгц, создаваемым хорошо стабилизованным магнитострикционным излучателем. В качестве приемника звука применен настроенный на излучаемую частоту кристаллический микрофон, напряжение с которого после усиления подается на регистрирующий прибор. При времени установления 1,2 сек. точность измерения достигает примерно 0,5% СОд. [c.340]

Количество пузырьков воздуха, содержащихся в морской воде, зависит от времени года, времени суток, а также от погоды. В более тёплой воде газы выделяются из воды. В более холодной воде число пузырьков меньше, часть их растворяется. Присутствие в воде пузырьков воздуха очень сильно увеличивает поглощение звука. В этом легко убедиться, если постучать чайной ложкой по стакану с кипячёной водой и по стакану с водой из-под крана. В кипячёной воде пузырьки воздуха отсутствуют, а в водопроводной воде их имеется большое ко. шчество. Поэтому в первом случае мы услышим достаточно звонкий звук, во втором случае звук получается глухим звук будет совсем глухим, если в стакан налить газированной воды. [c.317]

Количество пузырьков воздуха, содержащихся в морской воде, зависит от времени года, времени суток, а также от погоды. В более теплой воде газы выделяются из воды. В более холодной воде число пузырьков меньше, часть их растворяется. Присутствие в воде пузырьков воздуха очень сильно увеличивает поглощение звука. В этом легко убедиться, если постучать чайной ложкой по стакану с кипяче- [c.328]

Уже первая попытка провести экспериментальную проверку формулы Стокса — Кирхгофа для коэффициента поглощения, сделанная по предложению П. Н. Лебедева его учеником Н. П. Не-клепаевым в 1911 г. [7], показала, что для воздуха в диапазоне частот 120—4000 кГц поглощение звука в два с лишним раза больше, чем это следует из формулы (2.13). В 1925 г. Пирс [8] в США, используя разработанный им точный метод измерения скорости и поглощения ультразвука в газах (известный ультразвуковой интерферометр Пирса), обнаружил в углекислом газе заметную диспер- [c.41]

Недавно Сивиан [1941] измерил поглощение звука в Оз, N3, а также в смесях Од—N3 и Оз—N3—СО3, по составу соответствующих воздуху, и здесь полученные значения коэффициента поглощения в чистых газах и в смесях оказались примерно в 1,5 раза больше значений, даваемых классической теорией добавление же больших количеств СОд и водяных паров обусловливает значительное увеличение поглощения. [c.338]

Эта величина, естественно, зависит от акустического числа Маха и от нелинейных свойств среды. В табл. 8 приведены значения Л для нескольких интенсивностей ультразвука в двух жидкостях, имеющих одинаковые волновые сопротивления, но существенно различающихся нелинейными свойствами, и в воздухе при нормальных условиях. Там же указаны амплитуды скорости смещений соответствующие им числа Маха, скорость звука Го и плот-гюсть среды Ро в последнем столбце таблицы привеа,ены критические расстояния для двух частот V = Со/(л<А)). Согласно этой таблице, нелинейные искажения в газах при указанных интенсивностях могут достигать значительной величины непосредственно у источника. Однако, покшмо отмеченной уже низкой эффективности излучения ультразвука в газы, в них очень велико поглощение ультразвуковых волн. В жидкостях же, лаже при самых больших числах хМаха [c.78]

Резюмируя, можно сказать, что на низких частотах определяющим является классическое поглощение звука для некоторого диапазона частот, различного для каждого вида газа, поглощение возрастает в результате определенных внутримолекулярных процессов, достигает максимального значения и затем при дальнейшем увеличении частоты снова стремится к значению, даваемому классической теорией. Впрочем, величина амакс. не зависит от и может быть определена по формуле (289) из термодинамических данных. Табл. 65, в которой сведены измеренные и рассчитанные Кнезером и Кнудсеном [1078] значения а акс. для воздуха и кислорода, показывает прекрасное совпадение теории с экспериментом. [c.335]

Недавно был произведён уточнённый расчёт влияния процесса диффузии на поглощение звука [307]. Как оказалось, в случае смесей газов, значительно различающих я по молекулярному весу, поглощение звука, обусловленнор процессами обычной диффузии и термодиффузии, может составлять 50— 60 /о от общего поглоп ения звука. В смесях, компоненты которых обладают близкими по величине молекулярными весами (например, воздух), влияние процесса диффузии на поглощение звука незначительно. [c.16]

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, сопротивление движению жидкостей (и газов) по трубал , каналам и т. д., обусловленное их вязкостью. См. Гидродинамическое сопротивление. ГИДРОАКУСТИКА (от греч. Ьу<1ог-вода и акустика), раздел акустики, в к-ром с целью подводной локации, связи и т. п. изучается распространение звук, волн в водной среде (в океанах, морях, озёрах и т. д.). Особенность подводных звуков — их слабое затухание, вследствие чего под водой звук может распространяться на значительно большие расстояния, чем, напр., в воздухе. Так, в диапазоне частот 500— 2000 Гц дальность распространения под водой звука ср. интенсивности достигает 15—20 км, а в диапазоне УЗ частот — 3—5 км. Звук мог бы распространяться и на значительно большие расстояния, однако в естеств. условиях, кроме затухания, обусловленного вязкостью воды, ослабление звука происходит за счёт рефракции звука и его рассеяния и поглощения разл. неоднородностями среды. Рефракция звука вызывается неоднородностью св-в воды, гл. обр. по вертикали, вследствие [c.117]

Др. особенность У.—возможность получения большой интенсивности даже при сравнительно небольших амплитудах колебаний, т. к. при данной амплитуде плотность потока энергии пропори, квадрату частоты, УЗ-волны большой интенсивности сопровождаются рядом нелинейных эффектов. Так, для интенсивных плоских УЗ-волн при малом поглощении среды (особенно в жидкостях, твёрдых телах) синусоидальная у излучателя волна превращается по мере её распространения в слабую периодич. ударную волну (пилообразной формы) поглощение таких волн оказывается значительно больше (т. н. нелинейное поглощение), чем волн малой амплитуды. Распространению УЗ-волн в газах и жидкостях сопутствует движение среды, т. н. акустическое течение, скорость к-рого зависит от вязкости среды, интенсивности У. и его частоты вообще говоря, она мала и составляет долго % от скорости У. К числу важных нелинейных явлений, возникающих при распространении интенсивного У. в жидкостях, относится акустич. кавито1(ия. Интенсивность, соответствующая порогу кавитации, зависит от рода жидкости и степени её чистоты, частоты звука, темп-ры и др. факторов в водопроводной воде, содержащей пузырьки воздуха, на частоте 20 кГц она составляет доли Вт/см . На частотах диапазона У. средних частот в УЗ-поле с интенсивностью начиная с неск. Вт/см могут возникнуть фонтанирование жидкости и распыление её с образованием весьма мелкодисперсного тумана. Акустич, кавитация широко применяется в технол. процессах при этом пользуются У. низких частот. [c.215]

На рис. 37 приведено семейство кривых изменения концентрации воздуха в воде при его поглощении в звуковом поле на частоте 1 Мгц для объемной плотности энергии =9 10" , 7-10 , 3-10" вт-сек1см (соответственно кривые 1—3). Пунктирная кривая характеризует ход процесса абсорбции в отсутствие звука. Ход кривых показывает, что поглощение газа продолжается до тех пор, пока не достигается состояние с определенной концентрацией газа, которую мы, как и в случае дегазации, назовем квазиравновесной и обозначим С". По мере приближения к квазиравновесному состоянию скорость поглощения газа спадает. Как и при рассмотрении кинетики выделения газа из жидкости, введем коэффициент массообмена Однако при абсорбции он учитывает главным образом газоперенос через свободную поверхность жидкости, и, следовательно (дело в том, что стабильные пузырьки в недонасы- [c.303]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...