Все о звуке Инфразвук Ультразвук Применение ультразвука Ультразвуковые ванны Ультразвуковая очистка Жидкости для ультразвуковой очистки Очистка форсунок Очистка деталей Очистка металлов Очистка ювелирных изделий Очистка печатных плат и электроники Очистка картриджей Полезные ссылки Полезные статьи
 

Добро пожаловать на наш сайт!
Теория ультразвука, ультразвуковые колебания и практическое применение ультразвука в атомобильном транспорте, электронике, ювелирном деле и т.д.

10.08.2014 23:48
дата обновления страницы

Что же такое кавитация, кавитация простыми словами

Дата создания сайта: 15/01/2013
Дата обновления главной страницы: 10.08.2014 23:48

e-mail:	office@matrixplus.ru
icq:	613603564
skype:	matrixplus2012
телефон	+79173107414 строго с 9-00 по 15-00

Ультразвуковая кавитация. При распространении ультразвуковой волны даже сравнительно небольшой интенсивности (всего несколько ватт на квадратный сантиметр) в жидкости возникает переменное звуковое давление, амплитуда которого достигает порядка нескольких атмосфер. Под действием этого давления жидкость попеременно испытывает сжатие и растяжение. Вы прекрасно знаете, что жидкость без существенного изменения ее свойств можно сильно сжать. Иначе обстоит дело, если в жидкости создать разрежение: уже простое уменьшение давления над водой приводит к закипанию- парообразованию внутрь воды.
Нечто аналогичное происходит и при распространении ультразвуковой волны в жидкости: растягивающие усилия в области разрежения волны приводят к образованию в жидкости разрывов, т. е. мельчайших пузырьков, заполненных газом и паром. Эти пузырьки получили название кавитационных, а само явление стали называть ультразвуковой кавитацией.
Кавитационные пузырьки в некоторой области жидкости возникают всякий раз, когда до этой области доходит фаза разрежения ультразвуковой волны. Как правило, кавитационные пузырьки долго не живут: уже следующая за разрежением фаза сжатия приводит к захлопыванию большей их части. Поэтому кавитационные пузырьки исчезают практически сразу вслед за прекращением облучения жидкости ультразвуком.
При захлопывании кавитационного пузырька возникает ударная волна, развивающая громадные давления. Если ударная волна встречает на своем пути препятствие, то она слегка разрушает его поверхность. Поскольку кавитационных пузырьков много и захлопывание их происходит много тысяч раз в секунду,

Рис. 85. Схемы установок для визуального наблюдения ультразвуковой кавитации перпендикулярно к световому пучку (а) и под углом к нему (б). 1 - проекционный аппарат. 2-объектив, дающий параллельный пучок света. 3-темный фон (лист черной бумаги), 4-вибратор низкочастотного магнитoстрикционного излучателя, 5-прозрачная кювета с дистиллированной водой.

кавитация может произвести значительные разрушения.
Собственно кавитация была впервые обнаружена при изучении быстрого движения твердых тел внутри жидкости. Огромную разрушающую силу этого явления почувствовали в первую очередь инженеры, испытывающие гребные винты судов. При большой скорости вращения лопастей винта происходит образование кавитационных пузырьков, аналогичное тому, которое имеет место при распространении ультразвуковой волны. Кавитация приводит к разрушению материала, из которого изготовлены гребные винты. В этом смысле кавитация - вредное явление.
Однако создание ультразвуковых генераторов сделало возможным управление кавитационным процессом, а значит, и полезное применение его на практике.
Для непосредственного наблюдения ультразвуковой кавитации соберите установку по схеме, изображенной на рис. 85. Перед темным фоном расположите склеенную из оргстекла (или изготовленную иным способом) прямоугольную кювету размером 30 X 60 X X 80 мм3 и осветите ее сбоку параллельным пучком света, выходящим из объектива проекционного аппарата. В кювету налейте дистиллированную воду и погрузите в нее на глубину порядка 1 см вибратор магнитострикционного излучателя, обеспечивающего получение ультразвука низкой частоты. Наблюдения проводите в направлении, перпендикулярном к направлению распространения светового пучка.
Включите генератор и настройте его в резонанс с вибратором. При этом возникает резкий шипящий звук - уже знакомый вам кавитационный шум - и вблизи торца вибратора появляется небольшое белесоватое облачко, состоящее из кавитационных пузырьков (рис. 86). Выключите генератор; кавитационное облачко и шум немедленно пропадают. Из опыта следует, что появление шума при работе вибратора в жидкости непосредственно связано с появлением ка-витационного облачка.
Белесоватое облачко, которое вы наблюдали на опыте, состоит из мельчайших кавитационных пузырьков, видимых непосредственно глазом на темном фоне благодаря тому, что они сильно рассеивают свет. Характерный шум, появляющийся и исчезающий вместе с облачком, объясняется примерно тем же, что и шипение воды в чайнике перед ее закипанием: захлопываясь, кавитационные пузырьки порождают звуковые импульсы в большом диапазоне частот, т. е. шум. Мгновенное исчезновение кавитационного облачка при выключении ультразвука свидетельствует о том, что в опыте наблюдается истинная кавитация. Существует явление ультразвуковой дегазации жидкости, при котором под воздействием ультразвука также появляются пузырьки, но не исчезающие сразу по выключении ультразвука и, следовательно, не имеющие ничего общего с кавитационными.
Внимательно рассмотрите кавитационное облачко. Расположите вибратор излучателя в воде под углом около 45° к горизонту так, чтобы сбоку был виден его торец. Вы заметите, что кавитационное облачко неоднородно: вблизи центра торца оно имеет вид

Рис. 86. Кавитационное облачко вблизи торца вибратора.
Фотография получена в опыте, поставленном по схеме, изображенной на рис. 85, б. Применявшаяся в опыте кювета состоит из двух стеклянных пластинок, между которыми проложена прокладка из резиновой трубки и которые сжаты но периметру с помощью обоймы из дюраля и четырех болтов с гайками. В опыте можно использовать просто стакан или пробирку (глаз гораздо лучше замечает явления, чем объектив фотоаппарата).

небольшой плотной области; по плоскости торца кавитациониые пузырьки распределяются в виде своеобразной, похожей на многоконечную звезду фигуры.
Удалите из каркаса обмотки возбуждения вибратор излучателя и мелкой шкуркой тщательно зачистите его торец. Погрузите вибратор зачищенным концом в воду и добейтесь появления ультразвуковой кавитации. После пятиминутной работы излучателя при максимальной интенсивности ультразвука выньте из каркаса вибратор и рассмотрите его торец. По всей поверхности торца вы обнаружите более или менее сильные разрушения: на торце оказывается как бы выгравированной та звездообразная фигура, которую вы наблюдали раньше в опыте с кавитационным облачком. Результат опыта свидетельствует об огромной разрушающей силе ультразвуковой кавитации.
Получите кавитационное облачко в кювете, заполненной глицерином. Выключите в комнате свет и, подождав несколько минут, чтобы глаза привыкли к темноте (адаптировались на темноту), посмотрите в направлении торца вибратора. Вы заметите небольшую светящуюся область синеватого оттенка. Из опыта следует, что некоторые жидкости люминесцируют под действием ультразвука. Обнаруженное вами явление так и называется: сонолюминесценция.
Теория этого интересного явления разработана еще далеко не полностью. Согласно одной из гипотез сжатие кавитационных пузырьков при захлопывании приводит к сильному нагреванию и свечению содержащегося в них газа. По другой гипотезе свечение газа в кавитационных пузырьках обусловлено электрическими разрядами. Одно ясно: сонолюминесценция непосредственно связана с ультразвуковой кавитацией.

Чтобы опыт по наблюдению сонолюминесценции прошел без особых осложнений, дадим несколько советов. Свечение глицерина под действием ультразвука незначительно по яркости, поэтому вначале вам его будет трудно обнаружить. Дело осложняется еще и тем, что в полной темноте нет привычных ориентиров и трудно направить взгляд туда, куда нужно. Чтобы облегчить наблюдения, на свету перед кюветой расположите лупу, через которую будет виден торец вибратора (рис. 87). Далее, получив в полной темноте ультразвук максимальной интенсивности, приблизьте глаз к лупе. После того как вы увидите люминесценцию глицерина в виде синеватого свечения, лупу можно убрать. Более того, когда вы будете точно знать, что нужно увидеть, вы сумеете обнаружить соно-люминесценцию и при сравнительно плохом затемнении. Вы уже убедились, что кавитация является одной из важнейших физических причин ряда явлений, которые происходят в жидкости при облучении ее ультразвуком. К одному из таких явлений относится ускорение химических реакций под действием ультразвука.
Разотрите 0,5 г крахмала, слегка увлажненного водой, в тонкую пасту и введите ее при непрерывном помешивании в 200 мл кипящей воды. Кипятите раствор несколько минут и затем охладите до комнатной температуры. В стеклянный пузырек налейте равные порции приготовленного раствора крахмала, 20%-ного раствора йодистого калия и добавьте туда каплю четыреххлористого углерода. Пузырек закройте пробкой и, сильно встряхивая и взбалтывая его содержимое, добейтесь равномерного распределения в растворе четыреххлористого углерода. Полученным составом заполните до высоты 1-2 см тонкостенную пробирку.
На поверхность вибратора несимметричного магнитострикционного излучателя, обеспечивающего получение ультразвука частотой 1 МГц, нанесите каплю трансформаторного или иного масла. Пробирку с приготовленным составом поместите ее дном в каплю. Включите генератор и настройте его в резонанс с вибратором. Спустя 20-40 с после начала облучения мутный белесоватый раствор в пробирке станет темно-фиолетовым.
Результат опыта объясняется тем, что при облучении ультразвуком водного раствора четыреххлористого углерода в нем образуется свободный хлор, который замещает в йодистом калии йод. Выделяющийся при этом йод взаимодействует с крахмалом и окрашивает раствор в синий или фиолетовый цвет. Экспериментально установлено, что реакция наиболее интенсивно протекает при частотах порядка 300 кГц, причем выделение йода происходит в пучностях давлений стоячей ультразвуковой волны, возникающей в растворе.

  И конечно моющие средства для ультразвуковой очистки

которые предлагает  к использованию ООО "Матрица-продакшин Плюс" собственного производства г. Саратов с доставкой в регионы по всей РФ и СНГ, купить можете здесь...

Наша фирма предлагает к рассмотрению несколько сертифицированных составов моющих жидкостей и моющих и чистящих средств, условно поделенных на группы по показателю pH: кислотные, нейтральные, щелочные, серии "Фаворит" различных по свойствам и области применения. Купить данные средства Вы можете на нашем сайте: www.matrixplus.ru

Более подробную информацию по применению данных моющих средств смотри в меню слева по рекомендуемым рубрикам, или по следующим ссылкам:

  Очистка форсунок

  Очистка деталей

  Очистка металлов

  Очистка ювелирных изделий

  Очистка печатных плат и электроники

  Очистка картриджей

Или на официальном сайте: www.matrixplus.ru

   На главную страницу

Все о звуке Инфразвук Ультразвук Применение ультразвука Ультразвуковые ванны Ультразвуковая очистка Жидкости для ультразвуковой очистки Очистка форсунок Очистка деталей Очистка металлов Очистка ювелирных изделий Очистка печатных плат и электроники Очистка картриджей Полезные ссылки Полезные статьи
 

Смотрите также интересные ссылки:

Автохимия для авто  Мойка вагонов, разработки для железнодорожного транспорта и метрополитена  Бесконтактная мойка авто и транспорта  Средства для Ультразвука и ультразвуковых ванн   Дезинфицирующие средстваРазместить бесплатно объявление на доске объявлений Зарегистрируй предприятие в нашем каталоге  Питомник элитной немецкой овчарки Кинология в Саратове Элитная доска объявлений Доска объявлений с фотографиями Продвижение сайтов Старинные книги о науке 1980 годов