Ультразвуковые исследования кавитации

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАВИТАЦИИ [c.36]

Наряду с использованием визуальных методов исследования кавитации в институте широко применяются также ультразвуковые методы [Л. 26]. Методика ультразвуковых исследований кавитации основывается на [c.36]

Наличие в кавитационной зоне пузырьков, наполненных паром и воздухом, и способность их поглощать звуковые колебания позволили Харьковскому политехническому институту и Харьковскому авиационному институту разработать ультразвуковой метод исследования кавитации, сущность которого заключается в следующем [58]. [c.124]

Если через поток воды, насыш,енный вследствие кавитации пузырьками пара и воздуха, пропускать ультразвуковые колебания и улавливать их после прохождения через поток и систему лопастей рабочего колеса или после прохождения через поток и отражения от поверхности лопастей, то в обоих случаях количество уловленной энергии колебаний является показателем степени развития кавитации. Указанное позволяет проводить исследование кавитации при помощи ультразвука двумя спосо-собами способом просвечивания потока и способом отражения ультразвуковых колебаний. [c.124]

С и p 0 T Ю к M. Г., Экспериментальное исследование процесса развития ультразвуковой кавитации на частоте 500 кгц. Акуст. ж. 8, 216 (1962). [c.285]

При изучении некоторых вопросов, связанных с особенностями распространения или физико-химического воздействия интенсивных ультразвуковых волн оказывается возможным и полезным в качестве индикатора ультразвуковой энергии использовать радиометр. Радиометром издавна пользуются для измерения интенсивности ультразвуковых колеба-дай [3, 261. Существует множество конструкций радиометра, нашедших применение в тех или иных исследованиях [3, 4, 15, 26, 291. В последнее время интерес к радиометрическим измерениям существенно повысился в связи с необходимостью количественной оценки энергетического баланса в ультразвуковом поле при наличии кавитации [5, 61. [c.354]

Ультразвуковые колебания используют совместно со щелочным эмульгированием в качестве сильного интенсификатора процесса. Механизм ультразвукового разрушения жировой пленки был исследован с помощью скоростной киносъемки (до 2500 кадров в секунду). При просматривании такой пленки с нормальной скоростью исследуемый процесс протекает на экране в сотни раз медленнее, чем в действительности. Было обнаружено, что при ультразвуковой очистке важнейшую роль играет кавитация [1,2]. [c.14]

Таким образом, кроме искажения формы ультразвуковой волны, вызванного нелинейностью уравнения движения и уравнения состояния имеется еще один вид искажения — искажение, возникающее из-за кавитации. Такой вид искажения должен приводить к добавочному затуханию ультразвуковой волны, однако этот вопрос еще не исследован. Заметим, что в тех случаях, когда необходимо не допустить возникновения кавитации при распространении в жидкости интенсивных ультразвуковых волн (например, при различных измерениях), можно приложить к жидкости (если это конструктивно возможно) противодавление. Оно должно быть, естественно, больше, чем избыточное давление в ультразвуковой волне. [c.406]

Об активирующем действии ультразвуковой обработки в режиме кавитации свидетельствуют и данные, полученные для слитков сплава 1960 (0,2% Zг) при литье с повышенных температур, когда предварительный перегрев расплава в печи приводит к дезактивации примесей и укрупнению структуры слитка в спокойных условиях литья. Обработка кристаллизующегося металла ультразвуковыми колебаниями позволяет устранить процесс дезактивации примесей во всем интервале исследованных температур (рис. 12). Практически это означает, что ультразвуковая обработка предварительно перегретого расплава в режиме кавитации позволяет вновь активировать примеси и тем самым содействовать реализации в качестве центров кристаллизации всего запаса модификатора, содержащегося в составе сплава. [c.463]

Проведенные исследования по влиянию ультразвуковой кавитации на процесс образования и роста интерметаллидов позволяют считать этот метод перспективным в технологии легких сплавов. [c.471]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАВИТАЦИИ [c.267]

Последние 14 лет жизни Л. Д. Розенберг посвятил проблемам физики ультразвука и сделал в этой области исключительно много. С именем Лазаря Давыдовича связано становление и развитие в нашей стране школы ультразвука, получившей широкое признание во всем мире. Под его научным руководством в возглавляемом им отделе ультразвука Акустического института АН СССР проводились исследования физических основ промышленного применения ультразвука. Его работы в области акустической кавитации заложили научную основу для развития промышленного метода. Работы по исследованию процесса ультразвукового резания, начатые по инициативе Л. Д. Розенберга и при его непосредственном участии,, привели к значительному повышению эффективности этого метода и созданию нового высокопроизводительного, ультразвукового оборудования. [c.3]

Разрушение поверхностных пленок в звуковом поле происходит главным образом за счет кавитации. Об этом говорят как прямые исследования процесса ультразвуковой очистки с помощью скоростной киносъемки, так и многочисленные экспериментальные работы, показывающие, что только при внесении очищаемого предмета в кавитационную область удается быстро и качественно удалять загрязнения с его поверхности. Трудности, связанные с изучением кавитационной области, о которых подробно сказано во второй книге настоящей монографии, в полной мере относятся и к процессу ультразвуковой очистки. Они усугубляются еще и тем, что при очистке в жидкости появляется дополнительная граница раздела в виде загрузочных устройств и самих очищаемых деталей. Эта н есткая граница, как будет показано в дальнейшем, коренным образом изменяет распределение областей кавитации в объеме жидкости, что необходимо учитывать при разработке технологических устройств для ультразвуковой очистки и проведении экспериментальных исследований этого процесса. [c.172]

Теории микроударного воздействия на поверхность металлов при ультразвуковой кавитации посвящен ряд исследований [74]. Установлено, что возникающая в результате захлопывания кавитационного пузырька зона максимальных напряжений соизмерима с размерами зерен отдельных структурных составляющих. Уровень напряжений в этой зоне [c.234]

Механизм разрушения поверхностных пленок кавитационными пузырьками изучен в настоящее время достаточно подробно. Проведены не только экспериментальные, но и теоретические исследования, позволившие путем аналитического решения уравнений движения парогазового пузырька в звуковом поле установить оптимальные технологические режимы очистки. Разработан эффективный метод управления процессом ультразвуковой кавитации, обеспечивающий интенсивное разрушение поверхностных пленок при определенном соотношении звукового и статического давлений. [c.248]

Большое внимание уделяется в институте разработке теории суперкавитирующих гидропрофилей [Л. 34— 36], исследованию влияния физических условий испытания (статического давления, температуры воды, возду-хосодержания, шероховатости образцов) [Л. 29] на кавитационные характеристики гидропрофилей, ультразвуковым исследованиям кавитации. [c.5]

Рис. 1-28. Образец гидроирофиля и кварцевого датчика для ультразвуковых исследований кавитации (профиль Кларк).

Ш м у г л я к о в Л, С, Исследование гидротрубии в условиях кавитации омическим и ультразвуковым способами. Известия вузов. Энергетика, 1959, № 8. [c.180]

Д. В. Дейли просил докладчиков дополнительно остановиться на вопросе о влиянии методики исследования на фиксацию начала кавитации (визуальный и ультразвуковой методы, появление и исчезновение кави-9 131 [c.131]

В работах [ 73, 91] было изучено влияние ультршвука в кавитационном режиме на кинетику цементации в механическом агитаторе и в реакторе с кипящим слоем частиц металла-цементатора. В качестве источника ультразвука был использован ультразвуковой диспергатор УЗДН-1У-4,2 с резонансной частотой. 22 кГц. Цементацию проводили в ультразвуковом поле с развитой кавитацией при интенсивности от 6,0 10 до 34,0 X X Ю Вт/м . Наличие и интенсивность кавитации оценивали по разрушению алюминиевой фольги. На рис. 41 (см. также рис. 26) показана лабораторная установка, в которой проводили исследования. [c.90]

Кавитация не является достаточно исследованным явлением и с точки зрения экспериментальной. Результаты исследовании различных авторов, как количественные, так иногда даже и качественные, в достаточной мере противо- речивы. Еще не совсем ясно, от каких параметров существенно зависят различные характерисипги кавитационного процесса. Поэтому приводимые ниже результаты можно рассматривать как иллюстрацию того, что эксперименты с ультразвуковой кавитацией в зависимости от условий и тщательности контроля разных параметров иногда приводят к совершенно различным результатам. Нам представляются полезными как те из них, где контроль различных параметров проводился достаточно тщательно, так и те, где контролю эт1тх параметров не уделялось достаточного внимания, а очистка жидкостей, если она вообще производилась, оставляла желать лучшего. Если первые позволяют выяснить ряд принципиальных особенностей кавитации, то вторые дают полезные качественные сведения для практических применений ультразвуковой кавитации, при которых тщательная очистка среды от растворенных газов и твердых включений или. затруднена, или вообще невозможна. [c.268]

Исследования советских ученых Л. Розенберга и В. Казанцева с помощью сверхскоростной киносъемки процессов в рабочем зазоре показали, что ультразвуковое резание производится в основном вследствие прямого забивания в материал изделия зерен абразива, лежащих непосредственно на обрабатываемой поверхности, торцом инструмента. Частицы материала выкалываются. В образовавшиеся под ударами абразивных зерен трещины проникают кавитационные пузырьки, способствующие отслоению выколовшихся частиц. Бурная кавитация усиливает циркуляцию абразивной суспензии. Правда, к сожалению, она же и изнашивает инструмент. [c.114]

При исследовании механизма ультразвуковой обработки металлов и сплавов Л. И. Леви и Л. Б. Маслан установили, что развитию кавитации способствует наличие в расплаве кавитационных зародышей в виде пузырьков газа, неметаллических включений и др. Установлено, что полости размером до 10 мкм в поле ультразвука увеличиваются в 10—12 раз и затем захлопываются, вызывая ударную волну. При увеличении размеров пузырька до 50 мкм явления захлопывания не происходит, и они всплывают по закону Стокса. Поэтому при оптимальных параметрах вибрационного или ультразвукового воздействия оптимальными являются полости размером до 50 мкм. [c.16]

Все наблюдаемые при ультразвуковой кавитации явления, такие, как кавитационная эрозия и звуколюминесценция, кавитационный шум и инициирование химических реакций, связаны с суш ествованием и характерным поведением кавитационных полостей в поле интенсивной ультразвуковой волны. Поэтому изучение движения кавитационных полостей — это одна из основных проблем исследования ультразвуковой кавитации. [c.131]

В подавляющем большинстве исследований, посвященных различным физическим аспектам ультразвуковой кавитации (см., например, часть IV и частично часть V настоящей книги) рассматривается поведение единичного изолированного кавитационного пузырька. Фактически же такой пузырек весьма редко встречается, и чтобы он существовал, необходим определенный, трудно реализуемый комплекс условий. Как правило, даже при звуковых давлениях, не намного превышающих порог кавитации, сразу появляется множество кавитационных пузырьков, занимающих определенную часть пространства, которую мы и будем называть кавитационной областью. Несмотря на это даже в хорошем монографическом обзоре Флинна [1] и книге Перника [2] основная часть материала относится к поведению единичного пузырька, а кавитационной области посвящено всего 2—3 страницы. [c.223]

Исследования закономерностей процесса ультразвуковой кавитации дали возможность сформулировать основные требования к технологической аппаратуре для очистки, обеспечивающие широкую область ее применения. Главным из этих требований является необходимость работы на пониженных частотах (18—44 кгц) и повышенных удельных акустических мощностях (2,5—10 вт1см ). Магнитострикционные преобразователи с развитой излучающей поверхностью [12, 13], разработанные в Советском Союзе в конце 50-х годов, полностью удовлетворяли этим требованиям. [c.168]

Важным шагом в направлении к реальным представлениям о природе распыления жидкости акустическими колебаниями является теоретическое исследование механизма возбуждения капиллярных волн конечной амплитуды на поверхности жидкости в слое, выполненное Пескиным и Рако [19]. Наиболее обширное и методически обоснованное экспериментальное исследование процесса распыления жидкости в слое принадлежит Штамму и Польману [20, 21]. Как и Ланг, эти авторы полагают, что существование постоянного соотношения между средним диаметром капель аэрозоля D и длиной капиллярных волн служит веским доводом в пользу капиллярно-волновой гипотезы. По их мнению, кавитации в процессе распыления отводится негативная роль. В лаборатории Польмана создана экспериментальная ультразвуковая установка для изготовления высококачественных порошков из сравнительно легко- [c.340]

Для лучшей интерпретации результатов этого исследования необходимо рассматривать их совместно с результатами наблюдения сонолюминесценции. Из наблюдений сонолюминесценции вытекает, что кавитация в ультразвуковом фонтане может существовать только в двух взаимно исключающих положениях либо в фокальной области излучателя, расположенной у основания фонтана, либо в струе. Можно считать, что появление впадины на кривых в районе фокальной области излучателя обусловлено расходованием звуковой энергии на кавитацию и связанным с этим возникновением звукового ветра [44], отсекаемого звукопроницаемой пленкой, которая, по-видимому, интенсифицирует протекание кавитации вблизи нее (видны следы эрозии) и инициирует возникновение кавитации при уровнях энергии несколько ниже пороговых. С выведением пленки из области кавитации в фокальной зоне излучателя интенсивность процесса кавитации несколько уменьшается, в результате чего ноток звуковой энергии заметно возрастает (уровень 6). С образованием струи (уровень в) поток звуковой энергии Р скачком снижается [c.376]

Таким образом, эксперимент с сонолюминесценцией и исследование распределения потока звуковой энергии доказывают, что распыление жидкости в фонтане может протекать только при условии образования кавитационной области в самой струе, а вся акустическая энергия, вошедшая в струю фонтана, расходуется в основном в той области, где наблюдается кавитация и происходит распыление жидкости. К аналогичному заключению привели также эксперименты Гершензон и Экнадио-сянца [25] с кавитационной эрозией фольги и с химической идентификацией наличия кавитации в ультразвуковом фонтане. [c.377]

Все большую роль ультразвук начинает играть в научных исследованиях. Успешно проведены теоретические и экспериментальные исследования в области ультразвуковой кавитации и акустических течений, позволившие разработать новые технологические процессы. Формируется новое направление в химии — ультразвуковая химия, то есть химия, использующая ультразвук для ускорения химико-технологических процессов. Научные исследования в области физики способствовали зарождению нового раздела акустики — молекулярной акустики, изучающей молекулярное взаимодействие звуковых волн с веществом. Возникли новые области применения ультразвука интроскопия, голография, квантовая акустика, ультразвуковая фазометрия, акустоэлектроника и др. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...