Интенсивность ультразвуковых волн

До сих пор рассматривалось течение, вызываемое волной монохроматической или, во всяком случае, близкой к монохроматической, причем интенсивность волны сравнительно мала, малы акустические числа Re. Вместе с тем интенсивные ультразвуковые волны могут искажаться так, что в результате образуется волна пилообразной формы (см. гл. 3). Естественно, что скорость течения в этом случае будет отличаться от скорости течения, вызванного [c.233]

Оценка эффективности использования интенсивных ультразвуковых колебаний в технологических процессах невозможна без измерения параметров ультразвукового поля. Иногда для оценки эффективности достаточно измерить только интенсивность ультразвуковых волн. В других слз чаях необходимо измерять звуковое давление, радиационное давление, форму волны или какой-нибудь другой параметр поля. Однако во всех случаях невозможно обойтись без измерительной аппаратуры, градуированной должным образом. [c.329]

Калориметрический метод, основанный на наблюдении интегрального эффекта нагревания рабочего объема жидкости в сосуде Дьюара, дает возможность измерять интенсивность ультразвуковых волн [1]. Однако калориметры инерционны и не позволяют исследовать форму поля и волн. Кроме того, чувствительность приемных устройств, используемых в калориметрическом методе, является функцией частоты и амплитуды. Калориметры еще в большей степени, чем пьезоэлектрические и магнитострикционные чувствительные элементы, искажают поле. [c.330]

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]

Прежде чем рассматривать конструкцию радиометров, мы напомним некоторые сведения из теории радиационного давления в поле интенсивных ультразвуковых волн. [c.354]

Однако интенсивная ультразвуковая волна не всегда имеет синусоидальную форму. Обычно это бывает лишь в непосредственной близости к излучателю, а на некотором расстоянии от него интенсивная ультразвуковая волна, как правило, искажается и может принимать даже пилообразную форму (см. гл. 2, 1). [c.354]

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]

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]

Под Средними интенсивностями ультразвука в жидкост условимся далее считать интенсивности от долей вт/сл до нескольких вт/см . Интенсивности более 10 вт/сж будем считать большими интенсивностями. Для того чтоб] нагляднее представить величины, с которыми приходите иметь дело при интенсивных ультразвуковых волнах, прр ведем таблицу, в которой для ряда интенсивностей J дл [c.360]

Методы измерения коэффициента поглощения. Прежде чем говорить о поглощении интенсивных ультразвуковых волн дальше, остановимся кратко на том, каковы особенности измерения этого поглощения в жидкости по сравнению с измерениями поглощения ультразвука малых интенсивностей. Для того чтобы измерить коэффициент поглощения ультразвуковых волн малой амплитуды, в принципе следует в плоской ультразвуковой волне измерить интенсивность ультразвука в двух точках ультразвукового пучка, или сравнить значения амплитуд давления в этих точках. Для этой цели можно использовать приемную кварцевую пластинку той же частоты, что и излучающая это, как мы говорили выше, и делают с применением импульсного метода или метода интерферометра со стоячими волнами (см. стр. 269). Однако в случае ультразвуковых волн большой интенсивности для измерения коэффициента поглощения так поступать нельзя. Действительно, так как волна искажена, то требуется иметь такое приемное устройство (если применять кварцевую пластинку в качестве приемника), которое было бы достаточно широкополосным, т. е. чтобы все гармонические составляющие, присутствующие в искаженной волне, были в одинаковой степени хорошо восприняты приемником ). Ранее, когда большое количество экспериментаторов производили мно- [c.389]

В такой жидкости, как вода, таким образом, для интенсивных ультразвуковых волн имеет место сильное [c.396]

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]

Интенсивность ультразвуковых волн [c.15]

Интенсивность ультразвуковой волны затухает по экспоненциальному закону [c.153]

Одним из важнейших требований, предъявляемых к искательным головкам, является постоянство интенсивности по всей площади излучателя. В ближней зоне прямого искателя интенсивность ультразвуковых волн меняется вдоль оси пучка, а также и по его сечению. Поэтому когда дефект расположен в ближней зоне, то он может быть и не обнаружен эхо-методом, если его местоположение приходится на минимум интенсивности ультразвука или единичный дефект может быть принят за совокупность дефектов из-за наличия нескольких максимумов интенсивности в ближней зоне. [c.159]

Для контроля сварных соединений применяют наклонные искательные головки, у которых ультразвуковые волны излучаются пьезоэлементом в материал призмы, а затем после преломления на границе призма — изделие попадают в контролируемое изделие. Интенсивность ультразвуковой волны распределяется в ближней зоне уже более равномерно, нет ярко выраженных максимумов и минимумов кроме того, и протяженность ближней зоны значительно меньше, чем в случае прямого искателя. [c.160]

В заключение подчеркнем, что самофокусировка пучков, представляет интерес не только в оптике, но и в акустике, физике плазмы и т. д. Для примера на рис. 20.8 приведены результаты эксперимента по самофокусировке интенсивных ультразвуковых волн в дистиллированной [c.427]

Объяснение причины несимметричности формы пилообразной волны, по-видимому, также может быть связано с образованием кавитационных пузырьков в воде при прохождении интенсивной ультразвуковой волны и с явлением [c.75]

Измерение а при интенсивных ультразвуковых волнах можно проводить различными методами (калориметрический, оптический и другие [2]). [c.76]

Мощность ультразвука в отличие от слышимых звуков может быть достаточно большой. От искусственных источников она мол<ет достигать десятков, сотен ватт или даже нескольких киловатт, а интенсивность — десятков и сотен ватт на квадратный сантиметр. Следовательно, с ультразвуком внутрь материальной среды поступает очень большая энергия механических колебаний. Возникает так называемое звуковое давление колебательного характера. Его величина непосредственно связана с интенсивностью звука. Например, для слышимых звуков, соответствующих разговору средней громкости, это давление ничтожно мало, его можно сравнить разве что с таким давлением, которое оказывает мошка, сидящая на листочке, плывущем по воде. При интенсивности ультразвуковой волны от трех до пяти ватт на квадратный сантиметр звуковое давление (в воде) оказывается равным нескольким атмосферам — в несколько миллионов раз превышает давление звуков речи. К тому же не следует забывать, что это давление меняет свой знак, переходя в разрежение, с частотой многих тысяч раз в секунду. [c.42]

Из дифракционной теории известно, что практически вся энергия (а точнее, 84%) прошедшей через линзу волны сосредоточена в центральном максимуме интенсивности дифракционной картины, расположенной в фокальной плоскости линзы. Пренебрегая потерями на отражение и поглощение ультразвука в линзе, можно считать, что средняя интенсивность ультразвуковой волны в фокусе линзы во столько раз больше интенсивности падающей на линзу волны, во сколько раз площадь неэкранированной части линзы больше площади центрального максимума дифракционной картины. [c.117]

Площадь неэкранированной части линзы 5л=я г2, а площадь центрального максимума дифракционного распределения интенсивности в фокальной плоскости 5ф=лг (см. рис. 70). Следовательно, интенсивность ультразвуковой волны в фокусе линзы [c.117]

Излучатель с ферритовым вибратором длиной 40—50 мм дает значительно более интенсивную ультразвуковую волну, чем излучатель с вибратором длиной 160 мм. Об этом можно судить по величине отклонения крылышка радиометра. Поэтому вообще все опыты по радиационному давлению ультразвука в воздухе лучше производить с таким излучателем. [c.157]

Полную акустическую прозрачность пластинки, помещенной в среду с отличным от волнового сопротивления пластинки своим волновым сопротивлением Z pi, согласно [1], [3], [4] и [5], [6], обеспечивает возникновение резонанса в исследуемом слое при условии (7) или (8). При этом резко уменьшается количество энергии, требующееся от генератора колебаний, что без особого труда можно зарегистрировать известными методами. Коэффициент отражения по интенсивности ультразвуковой волны R, согласно выводам Ре-лея [1], зависит как от акустических сопротивлений сред, так и от их геометрических размеров [c.294]

Использование резонансных акустических приемников (скажем, пьезоэлектрических пластинок) позволяет, вообще говоря, определить только парциальный коэффициент поглощения. Единой методики для измерения поглощения в жидкостях и газах, естественно, нет. В качестве широкополосных приемников в технике измерения интенсивных ультразвуковых волн в жидкостях применяются при-ем1ники типа акустического абсолютно черного тела . [c.168]

Благодаря высокой частоте ультразвук позволяет передать внутри материальной среды очень большую энергию механических колебаний. При интенсивности ультразвуковой волны порядка 5 вт1см звуковое давление до- [c.156]

Известно, что звуковая волна, распространяясь в воздухе, создает звуковое давление (избыточное по отношению к атмосферному) или разрежение. Для слышимых звуков это давление очень мало, порядка одной тысяч ной атмосферы. При интенсивности ультразвуковой волны порядка 5 вт см в воде звуковое давление составляет несколько атмосфер оно меняет свой знак, т. е. периодически переходит в разрежение, много тысяч раз в секунду. Такие переменные звуковые давления накладываются в жидкости на постоянное гидростатическое давление, равное на открытом воздухе приблизительно атмосферному. При распространении в жидкости звуковой волны, развивающей давление, например в 2 ат, на частички жидкости будут действовать в моменты сжатия сжимающие силы в 3 ат, а в моменты разрежения— растягивающие силы, равные 1 ат. Жидкость легко переносит большие всесторонние сжатия, однако она чрезвычайно чувствительна к растягивающим усилиям. При прохождении ультразвуковой волны, создающей разрежение, в жидкости образуется громадное количество разрывов в виде мельчайших пузырьков, особенно там, где прочность сцепления жидкости ослаблена на границе с воздушным пузырьком, с частицами лосто-ронних примесей и др. Образуются разрывы жидкости — маленькие полости, так называемые кавитационные пузырьки, которые в основном живут до следующей фазы сжатия, после чего захлопываются развиваются большие местные мгновенные давления, достигающие сотен атмосфер. Эти давления неизбежно приводят к механическим разрушениям поверхности твердого тела. [c.138]

Величина звукового давления непосредственно связана с интенсивностью звука, и для слышимых звуков это давление мало например, для звуков, соответствующих разговору средней громкости, оно составляет около 0,001 г1см такое давление оказывает мошка, сидящая на листочке, плывущем по воде. При интенсивности ультразвуковой волны 3—5 вт см звуковое давление в воде оказывается равным нескольким атмосферам, т. е. в несколько миллионов раз превышает давление звуков речи. К тому же нужно учесть, что это давление меняет свой знак, т. е. переходит в разрежение, причем этот процесс совершается много тысяч раз в секунду. [c.16]

При теневом методе от дефекта, встречающегося на пути ультразвуковых волн, падает тень на противоположную сторону изделия. Поэтому интенсивность ультразвуковых волн, дошедщих до приемной головки, расположенной по другую сторону от излучающей головки, будет меньше (рис. 78, а). [c.162]

За общим обзором искусственного двойного лучепреломления рекомендуем обратиться к Фрёндлиху (1932), а также к Петер-лину и Стюарту (1943). Теория двойного лучепрело.млсния потока рассматривалась Шерага с сотрудниками (1951, 1952). Для случая коллоидных частиц, ориентированных ультразвуковыми волнами, теория была дана Ока (1939, 1940). Акустическое двойное лучепреломление можно использовать на практике в качестве метода из.мерения интенсивности ультразвуковых волн. Предыдущие главы содержат материал, на основании которого можно оценить, какие частицы наиболее пригодны для этой цели. [c.476]

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]

Уже в 1927 г. Вуд и Лумис [2174] показали, что под действием интенсивных ультразвуковых волн такие несмешивающиеся жидкости, как вода и масло или вода и ртуть, образуют эмульсии. Если в стеклянный сосуд налить слоями друг над другом две несмешивающиеся жидкости, например воду и бензол, и подвергнуть их снизу действию интенсивных ультразвуковых волн (погрузив сосуд в масляную баню, пронизываемую ультразвуковыми волнами,—лучше сего в область возникновения фонтана), то можно увидеть, как бензол над поверхностью раздела быстро мутнеет, а вода внизу также медленно становится мутной. Таким образом, в бензоле образуется водная эмульсия, а в воде—эмульсия бензола. Помутнение последней при дли- [c.462]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...