Чудо - Рациональность - Наука - Духовность ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания |
Наш сайт доступен на 52 языках
|
Анимация Описание Под ультразвуковой дегазацией понимается процесс уменьшения содержания газа в жидкости, находящейся в ней как в растворенном состоянии, так и в виде пузырьков, под воздействием акустических колебаний ультразвукового диапазона. Основные характеристики процесса дегазации: скорость изменения концентрации С газа в жидкости
где C0 - начальная концентрация; b - параметр, определяемый акустическими характеристиками - интенсивностью звука и частотой звуковых колебаний.
Различают два режима ультразвуковой дегазации: докавитационный и при наличии кавитации (кавитационный). В первом случае скорость изменения концентрации пропорциональна интенсивности звука, а ее зависимость от частоты f, полученная из обобщения данных эксперимента, имеет вид:
где В, n, k - некоторые эмпирические константы.
Для процесса дегазации воды (по воздуху) при интенсивности ультразвука I=0,03 Вт/см2, В=2,3*10-13, n=1,43 и k=6,7*10-6; причем скорость изменения концентрации максимальна на частоте f»200 кГц. Величина Влияние акустических колебаний жидкости на установившееся значение концентрации характеризуется безразмерным параметром В условиях кавитации скорость изменения концентрации также пропорциональна интенсивности звука, но растет с увеличением последней быстрее (нелинейно выпуклостью вниз), чем в докавитационном режиме, т.е. кавитация способствует ускорению выделения газа из жидкости. Величина Современные представления о механизме ультразвуковой дегазации связаны с предположением о наличии в жидкости зародышей в виде стабильных пузырьков газа, обладающих особыми свойствами, обеспечивающими им возможность длительного существования даже при высоких статических давлениях. В средах, где присутствуют твердые несмачиваемые примеси (например, в жидких металлах), газовая фаза содержится также в микроскопических неровностях их поверхностей. При интенсивности звука, превосходящей порог кавитации могут формироваться новые "осколочные" зародыши, возникающие при захлопывании пузырьков, так что общее число пузырьков - зародышей резко возрастает. На первой стадии дегазации пузырьки газа колеблются в акустическом поле и увеличивают свои размеры вследствие диффузии в них растворенного газа. Наряду с диффузией увеличение размеров пузырьков связано с так называемой коалесценцией , т.е. слиянием пар или групп пузырьков под действием сил акустигидродинамического происхождения. На второй стадии ультразвуковой дегазации пузырьки газа, достигнувшие определенного размера поднимаются к поверхности жидкости и выделяются в атмосферу (окружающую среду). Временные характеристики Время инициации (log to от 0 до 1); Время существования (log tc от 1 до 6); Время деградации (log td от 0 до 1); Время оптимального проявления (log tk от 1 до 5). Диаграмма: Технические реализации эффекта Техническая реализация эффекта Лабораторная ультразвуковая ванна заполняется жидкостью, предварительно насыщенной газом под давлением (хорошо пойдет обычная холодная вода из-под крана, насыщенная хлором). При включении ультразвука наблюдается активное выделение пузырьков газа, заканчивающееся в течение двух-трех минут это и есть ультразвуковая дегазация. Эффект ультразвуковой дегазации используется в промышленной практике при производстве металлов, стекла, смол, вискозы, масел и т.д. Наибольшая эффективность дегазации в этих средах наблюдается в ультразвуковых полях высокой интенсивности с активным протеканием акустической кавитации. Для ультразвуковой дегазации применяют мощные магнитострикционные преобразователи с частотой 10-20 кГц. Литература
Ключевые слова
Разделы естественных наук:
|