Чудо  - Рациональность - Наука - Духовность

Клуб Исследователь - главная страница

ЖИЗНЕННЫЙ ПУТЬ - это путь исследователя, постигающего тайны мироздания

Чем больше знаешь, тем больше убеждаешься что ни чего не знаешь...

Главная

Библиотека

О клубе
ГАИ "Алтай-Космопоиск"
Путеводитель по Алтаю
Маршруты (походы)
   Туризм

X-files

Наука и технологии

Техника и приборы

Косморитмодинамика

Новости

Фотоальбомы

Видеоальбомы

Карты (треки)

Прогноз погоды

Контакты

Форум

Ссылки, баннеры

 

Наш сайт доступен

на

52 языках

 

 
Если вам понравился сайт, то поделитесь со своими друзьями этой информацией в социальных сетях, просто нажав на кнопку вашей сети.
 
 
 
 
 
  Locations of visitors to this page
LightRay Рейтинг Сайтов YandeG Яндекс цитирования Яндекс.Метрика

 

Besucherzahler

dating websites

счетчик посещений

russian brides

contador de visitas

счетчик посещений

 

 

Здесь

может быть ваша реклама.

 

Наука и технологии

Виртуальный фонд естественнонаучных и научно-технических эффектов "Эффективная физика"
А  Б  В  Г  Д  Е  Ж  З  И  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ы  Э  Ю  Я   По связи разделов
Акустокапиллярный эффект
Аномально интенсивный процесс впитывания жидкости в капиллярные каналы в условиях ультразвуковых колебаний

Анимация

Описание

Звукокапиллярным эффектом называется явление аномально глубокого проникновения жидкостей в капилляры, поры и узкие щели под действием ультразвука.

Если в наполненную жидкостью ультразвуковую ванну погрузить капилляр, то при определенной интенсивности ультразвука, подъем жидкости существенно (иногда в несколько раз) возрастает.

Установлено, что жидкость поднимается по капилляру под действием ультразвука только при условии, что кавитационная область, состоящая из пульсирующих и захлопывающихся кавитационных газовых пузырьков (каверн), находится непосредственно под капилляром. Эффект обуславливается суммарным воздействием единичных импульсов давления, которые возникают при захлопывании кавитационных пузырьков. Скорость и высота подъема жидкости в капилляре зависят от числа захлопывающихся пузырьков в единицу времени, величины возникающих при этом сил, от трения жидкости на стенках капилляра и от вязкости жидкости. Именно поэтому звукокапиллярный эффект оказывается различным для разных жидкостей и разных по размеру и форме капилляров; его проявление меняется с изменением интенсивности ультразвука и с течением времени усиливается с приложением статического давления или содержанием избыточного давления в жидкости с градиентом в сторону капилляров.

Положение захлопывающихся пузырьков в основании капилляров неустойчиво из-за интенсивности акустических течений, т.е. вихревых течений жидкости, возникающих в ультразвуковом поле. Например, уровень воды в стеклянном капилляре сечением 0,35*0,35 мм2 при звуковом давлении 2*105 Па (около 2 атм) на частоте 18 кГц в результате звукокапиллярного эффекта превышает уровень, обусловленный силами поверхностного натяжения (т.е. в отсутствии ультразвука), более, чем  в 10 раз. 

Увеличение интенсивности ультразвука и развитие акустических течений снижают эффект, и при звуковом давлении (14-16)*105 Па подъем воды в стеклянном капилляре указанных размеров под воздействием ультразвука не происходит.

Нарушение локализации в окрестностях основания капилляра кавитационных пузырьков и уход их из сечения капилляра приводит к мгновенному опусканию жидкости до уровня, определяемого действием сил поверхностного натяжения. Поддержание уровня жидкости в капилляре требует меньших (в 5-10 раз) затрат энергии ультразвуковых колебаний, т.к. при этом нет необходимости преодолевать силы вязкого трения жидкости о стенки капилляра.

Временные характеристики

Время инициации (log to от -1 до 0);

Время существования (log tc от 0 до 4);

Время деградации (log td от -1 до 0);

Время оптимального проявления (log tk от 0 до 3).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

Для наблюдения эффекта достаточно погрузить капилляр в лабораторную ультразвуковую ванну с водой, подогретой близко к точке кипения. При этом при включении ультразвука в приповерхностных слоях возникает кавитация. Поэтому при неглубоком погружении конца капилляра в воду (в пределах глубины кавитации) высота столба в капилляре будет больше, чем при глубоком погружении.

Применение эффекта

Звукокапиллярный эффект получил широкое применение для осуществления и/или интенсификации самых различных технологических процессов. В частности, позволяет ускорить в десятки и сотни раз пропитку пористо-капиллярных тел, увеличить скорость и глубину заполнения щелей при производстве различных конструкций. Например, при пайке сложных изделий, благодаря способности обеспечить проникновение горячего припоя одновременно во все зазоры, резко повышается качество соединений; имеет место, в частности, при бесфлюсовой пайке трубчатых теплообменников.

Большинство процессов ультразвуковой обработки твердых тел в жидкости с использованием кавитационных явлений сопровождается усиленным  проникновением жидкости в капиллярные щели твердых тел и расклиниванием их. Это относится к процессам ультразвуковых очисток, травлений, сверлений, к процессам кристаллизации и рафинирования в металлургии.

Звукокапиллярный эффект позволяет значительно ускорять процессы диспергирования и гидроабразивного разрушения порошкообразных материалов, проводимый на ультразвуковых установках, работающих под статическим давлением.

Эффект широко используется в фасонном литье для получения тонких (капиллярных) каналов литейных форм при изготовлении точных отливок из алюминиевых сплавов.

Литература

 1. Ультразвук / Под ред. И.П. Голяминой.- М.: Советская Энциклопедия, 1979.

 2. Бреховских Л.М., Гончаров В.В. Введение в механику сплошных сред.- М.: Наука, 1982.

Ключевые слова

  • кавитация
  • акустическая волна
  • ультразвук
  • поверхностное натяжение
  • капилляр
  • акустические потоки
  • турбулентность

Разделы естественных наук:

Акустика
Жидкости
Механические колебания и волны
Ударные и детонационные волны
Фазовые переходы
Физико-химические явления

Формализованное описание Показать