Мощные ультразвуковые волны

При всех видах трения тел (твердые о твердые, твердые о жидкие и газообразные) возникают высокочастотные электрические разряды, порождающие упругие колебания с широким акустическим спектром. Разряжение, возникающее в мощной ультразвуковой волне при трении твердого тела о жидкое, может быть настолько велико, что жидкость разрывается, образуя множество заряженных микроскопических пузырьков (кавитационные пузырьки). [c.67]

Излучение ультразвука в жидкость. Мощные ультразвуковые волны, в перечисленных случаях ультразвуковые волны получались при помощи колебаний кварцевой пластинки, [c.288]

Точные измерения глубины моря и другие разнообразные применения импульсного метода в гидроакустике были осуществлены только в результате громадных достижений акустики и радиотехники за последние 25—30 лет. Появилась возможность излучать в воду мощные ультразвуковые волны и принимать слабые ультразвуковые сигналы, распространяющиеся в воде стало возможным получать острые пучки [c.330]

Мощные ультразвуковые волны [c.359]

МОЩНЫЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ 363 [c.363]

МОЩНЫЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ 365 [c.365]

МОЩНЫЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ [c.367]

Мы описали только наиболее существенные эффекты, сопровождающие распространение мощных ультразвуковых волн в отличие от распространения слабых звуков. Но даже и эти, давно известные и широко встречающиеся эффекты, как мы видели, далеко не полностью изучены. Эта область акустики еще ждет своих исследователей. [c.23]

Мощная ультразвуковая волна, распространяющаяся от ультразвукового излучателя, помещенного в сосуд с водой, создает фонтан. Если же эти звуковые лучи сфокусировать и совместить фокус с поверхностью жидкости, то струя фонтана получится высокой и тонкой. [c.47]

Таким образом, в условиях, наилучших для возбуждения мощных ультразвуковых волн в воде, на расстояние х = 100 м через площадь сечения 1 м можно передать энергию, достаточную лишь для свечения лампочки от карманного фонарика. Это ни в [c.137]

Но повысить прочность отливки можно не только модифицированием. Опыты показали, что, воздействуя на расплавленный чугун ультразвуком, можно достигнуть весьма мелкого (пылевидного) распределения графита в структуре серого чугуна и повысить его прочность в 2—3 раза, а износостойкость— в десятки раз. Таким образом, под воздействием ультразвуковых волн чугун приобретает некоторые свойства стали. Наука продолжает поиски новых путей повышения свойств чугуна, и, несомненно, великие достижения современной химии и физики откроют новые мощные средства увеличения его прочности. [c.153]

При высоких интенсивностях ультразвуковых волн акустические течения приобретают турбулентный характер при этом мощный ультразвуковой пучок вызывает интенсивное перемешивание жидкости, которое может играть немаловажную роль в ряде процессов, происходящих под действием ультразвука. Кроме того, как было показано в предыдущей главе, при больших числах Рейнольдса форма ультразвуковой волны в процессе распространения в жидкости может существенно отклоняться от синусоидальной, а ее поглощение — резко возрастать. Это в свою очередь б дет приводить к усилению потока, который таким образом может переходить в турбулентный на некотором расстоянии от источника ультразвука. [c.122]

Сущность ультразвукового метода очистки деталей труб заключается в следующем. В сосуд, наполненный жидкостью, погружаются загрязненные детали. В жидкости под воздействием ультразвуковых волн возникает кавитация. Захлопывание кавитационных пузырьков сопровождается мощными гидравлическими ударами, воздей- [c.40]

Виновниками оказались очень мелкие, не всегда даже заметные невооруженным глазом пузырьки. Под действием ультразвука происходило холодное кипение воды — кавитация. Мощные высокочастотные колебания растягивали попавшие в поле действия ультразвука порции жидкости, происходили мелкие разрывы ее с образованием пустых пузырьков, каверн. В каждый такой пузырек моментально всасывались газы, растворенные в жидкости, и ее пары. Однако пузырек быстро захлопывался. В образующейся вблизи него ударной волне давление достигало огромной величины (по мнению исследователей, сотни, а то и тысячи атмосфер). Вот эти-то пузырьки, образуя перед излучателем густое облако, мешали распространению ультразвуковых волн, создавали шум и разрушали поверхность излучателя. [c.113]

Мы говорили уже, что упругие колебания с частотой выше 20 ООО гц называются ультразвуком. Некоторые животные обладают способностью слышать звуки более высоких частот, чем человек. Так, птицы весьма болезненно реагируют на ультразвук частоты порядка 25 кгц применялись специальные мощные ультразвуковые установки для отпугивания морских чаек, которые загрязняли водоёмы с пресной питьевой водой. Чайки, как и другие птицы, избегали залетать в зону распространения ультразвуковых волн. [c.159]

На рис. 186 приведены фотографии масляных фонтанчиков, полученных при колебаниях плоской и вогнутой кварцевых пластинок. Давление, создаваемое ультразвуком достаточной мощности, поднимает масло на несколько десятков сантиметров. При получении мощного ультразвука в сильной степени сказывается так называемое явление кавитации, которое в ряде случаев ставит предел излучаемой интенсивности ультразвуковых волн. В тех точках, где ультразвуковые волны создают наибольшее давление, при очень интенсивных колебаниях образуются пузырьки газа, состоящего из воздуха и паров жидкости. В момент отрицательной фазы давления, т. е. при наступлении разрежения в данном участке, происходит микроскопический разрыв жидкости, в который устремляются растворённые в жидкости газы и пар. Кавитация, или образование таких микроскопических разрывов внутри жидкости, возникает в воде, находящейся под атмосферным [c.289]

На ином принципе работают сирены, часто применяемые для получения мощных ультразвуковых колебаний в воздухе. Их устройство совершенно аналогично устройству обычной звуковой сирены. На рис. 15, а видны два металлических диска 2 и 2, на периферии которых просверлен ряд отверстий 3. Если один из дисков (ротор) начать вращать, то его отверстия будут совпадать с отверстиями неподвижного диска только в определенные моменты времени. Если на диски направить струю воздуха 4, то в те моменты, когда отверстия совпадут, она будет проходить через диски. В остальное время путь для струи будет закрыт. Таким образом, после прохождения струи через диски вместо непрерывного потока воздуха получается ряд пульсаций, частота которых будет зависеть от количества отверстий в дисках и скорости вращения подвижного диска. Полученные таким образом пульсации являются источником мощных звуковых волн. [c.34]

В главе Гидропушки режут лед рассказывалось о проекте ледокола, дробящего ледяные поля водяными пушками. В пояснительной записке к проекту, составленной авторами, утверждалось, что никакими другими способами, в том числе лазерами, выполнить такую задачу невозможно. Действительно, просто лазерный луч для этого слаб. Но светогидравлический взрыв — совсем другое дело. Тем более, что такой взрыв особенно разрушительно действует на поверхности с трещинами, заполненными водой. Кстати, мощный лазерный луч, проходя через прозрачную среду, возбуждает в ней иногда чрезвычайно мощную ультразвуковую волну, давления в которой доходят до нескольких тысяч атмосфер. Такая волна дробит на осколки стеклянные линзы и зеркала. Это стало уже препятствием на пути лазерной оптики больших мощностей. Сейчас явления разрушения твердых тел лазерным лучом тщательно исследуются. Быть может, в будущем удастся создать на этом принципе горнопроходческую машину, работающую на таких световых волнах, для которых горная порода прозрачна. [c.283]

Проблема взаимодействия звука со звуком и вообще проблема распространения нелинейных волн, интерес к которой за последнее время бурно растет в связи с тем, что мощности как 5 Льтразвуковых, так и когерентных электромагнитных волн в настоящее время уже достигли тех уровней, при которых линейное приближение во многих случаях не дает удовлетворительных результатов, является одной из основных в нелинейной акустике. Она весьма обширна, включает в себя ряд вопросов (искажение и взаимодействие волн, особенности распространения пилообразных волн нелинейное поглощение и т. д. ), и ей отведено значительное место в предлагаемой вниманию читателей книге. Однако этим не исчерпывается круг вопросов, который должен рассматриваться в нелинейной акустике. В первую очередь это относится к эффектам, вызываемым мощными звуковыми волнами, которые могли бы быть названы вторичными. Из вторичных эффектов в книге основное внимание уделяется акустическим течениям — постоянным вихревым потокам, возникающим в звуковых полях, и звуковой кавитации — образованию в жидкостях полостей под действием отрицательного давления волны. Эти вторичные явления ответственны за ряд эффектов, наблюдающихся в поле мощных звуковых волн часть из этих эффектов играет существенную роль в области технологического использования мощных ультразвуковых волн. [c.11]

Есть, однако, ряд сред, где линейная теория с одним временем релаксации не может объяснить всех наблюдаемых фактов. Отметим, что из линейности уравнения ре-ак1щи следует, что возможно одно равновесное состояние среды, характеризуемое параметром о. Если учитывать еще и квадратичный член в уравнении реакции, то положений равновесия может быть два. Можно было бы привести ряд примеров, когда мощные ультразвуковые волны переводят среду из одного состояния равновесия в другое (например, дегазация), однако этот вопрос в настоящее время еще совершенно не изучен. Возможно, чю пасслютрение нелинейных релаксационных процессов позволило бы рассмотреть с феноменологической точки зрения ряд процессов, протекающих в интенсивных звуковых волнах. [c.136]

Необходимо еще отметить, что нелинейная рефракция очевидным образом не является прерогативой взаимодействия со средой лазерного излучения. В принципе нелинейная рефракция может возникать для волн любой частоты при их распространении в среде. Дело только в мощности распространяющейся волны и в возникновении в среде нелинейного отклика на волну данной частоты. В качестве конкретного примера можно привести эффект самовоздействия мощной ультразвуковой волны ((О 1 МГц) в бепзоле. Нелинейность жидкости возникает при этом пз-за ее нагрева звуковой волной. Таким образом, в данном случае имеет место тепловая самофокусировка ультразвука [7]. [c.175]

Воздействие ультразвука на твёрдые тела. Ряд интересных явлений возникает при воздействип мощных ультразвуковых волн на твёрдые тела. С. Я. Соколов обнаружил, что расплавленные металлы при обработке их ультразвуком быстрее затвердевают и имеют болгз мелкозернистую и однородную структуру зёрна металла под действием ультразвука- испытывают встряхивания и размельчаются (рмс. 255). [c.390]

Точные измерения глубины моря и другие разнообразные применения импульсного метода в гидроакустике были осуществлены только в результате громадных достижений акустики и радиотехники за последние 25—30 лет. Появилась возможность излучать в воду мощные ультразвуковые волны и принимать слабые ультразвуковые сигналы, распространяющиеся в воде стало возможным получать острые пучки ультразвуковых лучей, излучать и принимать короткие во времени ультразвуковые импульсы, в которых благодаря высоким частотам содержится большое количество ультразвуковых волн. Развитие радиотехнических методов измере1Н1я сделало возможным большое усиление слабых напряжений и точное измерение промежутков времени. [c.342]

Мы уже знаем, что поглощающие звуковую энергию тела нагреваются, так как поглощенная звуковая энергия переходит в тепловую. Этим явлением можно воспользоваться также для обнаружения и измерения мощных ультразвуковых волн. Для этой цели обычно применяют маленький (1—2 мм) шарик из какого-нибудь вязкого, хорошо поглощающего звук вещества, например смолы, пицеина или резины. Степень нагрева шарика в звуковом поле будет определяться интенсивностью поля в данной точке чем больше интенсивность, тем сильнее нагревается шарик. Хотя часть тепла будет уходить на нагрев омывающей шарик жидкости, все же через некоторое время (практически несколько секунд) установится тепло- [c.53]

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ КОЛЕБАНИЯ, колебания, имеющие столь высокую частоту, что звуки от них не воспринимаются ухом. Частоты У. к. начинаются 15 000- 20 ООО Hz. О существовании У. к. было известно уже давно, а после появления в 1883 г. свистка Гальтопа, издававшего неслышные звуки, демонстрация их вошла в практику преподавания. Однако до последнего времени У. к. не имели никакого практич. значения, т. к. не существовало достаточно мощных источников У. к. Началом он<ивления исследований У. к. следует считать 1917—19 гг., когда Ланжевену в Париже удалось применить кварц для получения мощных ультразвуковых волн в воде. В особенности же оживились исследования У. к. после [c.263]

В этой связи нужно упомянуть опыты Шмида и Эрета [1862], согласно которым мощным ультразвуковым облучением можно устранить химическую пассивность железа или хрома по отношению к кислотам. Например, если поместить железо в концентрированную серную кислоту, то железо начинает растворяться в кислоте с выделением водорода. Однако приблизительно через 10 мин. этот процесс прекращается, так как на поверхности железа образуется отчетливо видимый серо-белый слой нерастворимого сульфата железа, который препятствует дальнейшему взаимодействию железа с кислотой. Под действием мощных ультразвуковых волн этот защитный слой срывается и диспергируется в жидкости (см. также работу Капустина и Фоминой [3182а]). Таким же образом при помощи ультразвука можно устранить пассивность железа в азотной кислоте. При помощи ультразвука не удается ни устранить, ни замедлить образование значительно более пассивного слоя, возникающего при помещении хрома в концентрированную азотную кислоту. Напротив, восстановление активности хрома в соляной кислоте можно ускорить, облучая металл ультразвуком. [c.536]

Вуд и Лумис [2174] в своих первых опытах с мощными ультразвуковыми волнами обнаружили, что термометр, погруженный в облучаемое ультразвуком масло, невозможно держать в руке—настолько велик локальный нагрев, обусловленный трением между стеклом термометра и пальцами вместе с тем температура масла, которую показывает в это время термометр, составляет едва 25°. Если, держа в руке стеклянную нить толщиной в несколько десятых миллиметра, опустить ее конец, на котором наплавлен небольшой шарик, в облучаемое ультразвуком масло, то на коже пальцев прожигаются тонкие полоски—след нити. [c.541]

К истории вопроса. Первые эксперименты с мопшыми генераторами ультразвука были сделаны Ланжевеном в период первой мировой войны и описаны им в уже упомянутых выше работах по обнаружению подводных лодок. Примененные Ланжевеном сложные излучатели со стальными обкладками дали возможность получать мощные ультразвуковые волны. Им было замечено, когда он начал работать с поющей дугой, что ультразвук умерщвлял живые организмы в воде кроме того, Ланжевен наблюдал сильное нагревание и возникновение кавитации жидкости при прохождении ультразвуковых волн. [c.191]

При наличии такой нелинейности возникает целый ряд новых явлений (самофокусировка, появление ультразвуковых волн, возникновение мощных плазменных эффектов и т. д.). Работы этого направления ведутся у нас в ФИАН, МГУ, НИРФИ (Горький) и в других местах. [c.415]

Ультразвуковые волны средней интенсивности (порядка нескольких вт1см ) могут быть получены с помощью магнитострикционных преобразователей или, скажем, преобразователей из поликристаллического титаната бария. Однако внутренние механические потери при мощных колебаниях таких преобразователей велики это приводит к сильному разогреву преобразователя в процессе излучения, к изменению его рабочих параметров — уходу резонансной частоты и др. Все это в значительной мере затрудняет использование такого рода преобразователей при получении больших интенсивностей. Поэтому во всех работах, где были получены рекордно большие интенсивности без фокусировки, в качестве преобразователя использовался кварц. [c.355]

Эта специфика прежде всего выражается в реальной и широко используемой возможности генерирования плоских или квазипло-ских волн, в особом значении импульсного режима излучения, в воздействии мощного ультразвука на среду и ее реакции на это воздействие, в сильном поглощении ультразвуковых волн в газах и возможности распространения сдвиговых волн в жидкостях, в отчетливом проявлении нелинейных акустических эффектов в жидкостях и твердых телах, постоянных сил в ультразвуковом поле и т. д. Соответственно на первое место в ультраакустике выходят вопросы распространения плоских волн, их поглощения, отражения, преломления, прохождения через слои, фокусирования, рассеяния, анализ нелинейных эффектов, пондеромоторных сил в поле плоских волн, дифракционных и интерференционных эффектов в поле реальных излучателей ультразвуковых пучков вместе с анализом отклонений характеристик ультразвукового поля в ограниченных пучках по сравнению с полем идеальных плоских волн, распространения различных типов ультразвуковых волн в безграничных и ограниченных твердых телах, в том числе — в кристаллах и пр. В насго-яи ей книге сделана попытка дать всем этим вопросам достаточно полное освещение в сочетании с другими аспектами распространения ультразвуковых волн. В книге приводятся также э сперимеп-тальные данные по скорости и поглощению ультразвука в л<идко-стях и газах, а также по скорости звука в изотропных твердых телах и кристаллах. Наряду с классическим материалом в ней использованы данные из оригинальных источников, на которые сделаны соответствующие ссылки. [c.5]

Радиотехниками мощных передающих радиостанций было замечено, что при возникновении на антенных устройствах более или менее устойчивого разряда (так называемый коронный или факельный разряд), вблизи от разряда слышна звуковая передача радиостанции. Исследование этого явления показало, что разряд служит источником звука вследствие изменения объема, занятого разрядом, в такт с частотой модуляции. На этом принципе основан излучатель звука, называемый ионофоном . Ионофон представляет собой звукопроизводящее устройство, использующее изменение состояния ионизированного газа (воздуха) для излучения звуковых и ультразвуковых волн. На рис. 68 представлена схема такого устройства. Для ионизации воздуха используется высокочастотное напряжение от генератора высокой частоты частота генератора порядка 20 мггц и напрял<ение 8—10 кв. Этот генератор модулируется напряжением звуковой частоты от усилителя низкой частоты. Модулированное [c.120]

Ф. Л. Локшин с сотрудниками [10] изучал влияние электрического поля на структуру и свойства углеродистых и легированных инструментальных сталей (марок У8, У12, ШХ15 и др.), закаленных в воде или масле. Использованная ими специальная установка позволила получать мощные ударные волны и ультразвуковые колебания частотой 100—600 кгц. Механические параметры ударных волн (давление, удельный импульс, удельная энергия), возникающих при электрических разрядах в закалочной жидкости, определяются величиной разрядного напряжения и емкостью конденсатора. В исследованиях Ф. Л. Локшина напряжение изменялось от 30 до 80 кв, а емкость конденсатора составляла 0,24 мкф. Исследования показали, что при охлаждении стали с наложением электрического поля мартенситное превращение облегчается, а степень распада аустенита увеличивается. Мартенсит получает более тонкое строение. [c.218]

К С. высокого давления (р>1,93 ат) относится Гартмана генератор (рис. 2), где звуковые (или ультразвуковые) волны образуются нри сверхзвуковом истечении газа пз конич. сопла 1. Вытекающий поток 3 имеет ячеистую структуру. Если в такой поток соосно с соплом поместить резонатор 2, то возникают мощные релаксацион- рпс. 2. [c.494]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...