Эффект акустической разности давлений тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

ргь V»«

УРДЖ^Ш^Г^СУдаСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ

На правах рукописи

ЭФФЕКТ АКУСТИЧЕСКОЙ РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЯ

Специальность 01.04.14 - Теплофизика - молекулярная

физика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Екатеринбург. 1993

Работа выполнена в Уральском государственном технической университете - УШ.

Научный руководитель - доктор физико-математических наук,

профессор Селезнев В. Д.

Официальные оппоненты: - доктор физико-математических наук,

Ивашев А. Д.; - кандидат физико-математических наук, Распопин А. С.

Ведущая организация: - институт Теплофизики УрО РАН

Защита состоится "21 " 1993 г.

в ^ часов на заседании специализированного совета К 053.14.11 в Уральском государственном техническом университете по адресу: 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19.

С диссертацией ыокно ознакомиться в библиотеке УПГУ-УШ.

Просим принять участие в работе совета или прислать отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью организации.

Автореферат разослан " 21 - ил&З, 1993 г.

Ученый секретарь .

специализированного совета, Кононенко Е.Е

к.ф.-м.н. . А ' '

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

В большинстве своем акустические методы основаны ка измерениях скорости ультразвуковых волн и их поглощения. Имеющееся приборное обеспечение данных подходов позволяет охватить широкий круг задач, связанный с исследованиями жидкостей и твердых тел. В случае акустических исследований газов традиционные методы зачастую неприемлемы в силу малости полезного сигнала

Как известно , звук при распространении в газах и жидкостях инициирует стационарные течения, которые называет акустическими. Такого рода течения возникают при поглощении средой импульса, переносимого звуковой волной. Однако поглощение импульса и поглощение энергии - сопутствующие процессы: невозможно поглощение энергии без поглощения импульса и наоборот.

Акустические течения обладают достаточной информативностью о веществе и могут быть использованы для создания малых потоков контролируемой величины. С помощью регистрации параметров такого рода течений также возможно определение скорости звука и коэффициента поглощения в. исследуемых средах. Однако эксперт.*'кталь-ное исследование течений, вызванных звуком, является трудоемкой задачей. С одной стороны, для того, чтобы еозникло течение, необходимо организовать поглощение звука, а следовательно, и поглощение импульса С другой стороны, при большом поглощении, т. е. малой длине г гикновения звука, размер области устойчивого течения мал. В этой ситуации возникают проблемы с'регистрацией таких мелкомасштабных течений.

В качестве источника звукового возбуждения течений в жидкостях, как правило, применяют объемные резонаторы. Для исследования газовых течений существующие подходы неприемлемы в силу вышеизложенных ограничений. Вероятно поэтому течения, вызванные звуком, в газах изучены слабо. Некоторые трудности можно существенным образом снизить,- если в качестве источника звука выбрать поверхностные акустические волны (ПАВ). При реализации такого подхода появляется возможность исследовать газовые течения, вызванные звуком, и на этой основе определять скорость распространения звуковых волн и коэффициент их поглощения. Кроме того, такого рода течения представляют интерес и для прикладных направлений: существует проблема создания малых регулируемых потоков в исследованиях обмена веществ через биологические мембраны; известна проблема по созданию эталона малых сил и т.д.

В настоящее время отсутствуют какие-либо данные о течениях,

3

вызванных ПАВ, в вязком Шт информации как о теоретичес-

ких работах в этом направлении, так и об экспериментальных исследованиях. В этой сзязи" исследования в данной области представляется актуальными.

ЦЕЛЬ РАБОТЕ Детально исслэдовать акустические течения газов, инициируемых волной Рэлея, распространяющейся по одной из поверхностей щелевого канала На основе экспериментальных данных построить теоретическую модель, описывающую это явление. Провести анализ результатов исследования и рассмотреть возможности их использования в научных и прикладных целях.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Предложена и реализована методика измерения течений, возбуждаемых поверхностным звуком в газах. •

Впервые зарегистрирован стационарный эффект акустической разности давлений (АРД).

Проведено систематическое исследование эффекта АРД на инертных газах Не, Аг, Кг, Хе в диапазоне давлений (0.05 - 0.7) ЫПа.

Экспериментальные результаты описаны теоретической моделью, построенной в приближении сплошной среды.

Еыявлен резонансный характер зависимости АРД и коэффициента поглощения энергии поверхностного звука от отношения длины волны звука, излученного в газ, к высоте сэлп.

Научное и практическое значение работы. Полученные данные позволяют утверждать, что эффект акустической разности давлений можег быть использован не только для регистрации акустических течений,■ но и для более широкой диагностики поведения системы газ-волна Рэлея. По отклику газа на звуковое возбуждение можно судить о состоянии твердого тела, об интенсивности излучения энергии в газовую среду, о коэффициенте поглощения звука в газе и скорости распространения волн.

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:-- "методику измерения газовых течений, вызванных поверхностным звуком;

- полученные данные об обнаруженном стационарном эффекте акустической разности давлений;

- результаты экспериментального исследования зависимости АРД , инициируемой волной Рэлея частотой.80 МГц в диапазоне изменения параметров: амплитуды смещения в ПАВ (2 - 6)А, глубины проникновения звукового возбуждения в газ относительно высоты канала (0.1 - 10) для инертных газов Не, Аг, Кг, Хе;

- полученные данные о резонансном поведении АРД и коэффициента поглощения энергии ПАВ газом в системе газ-волна Рэлея в

зависимости о? числа длин золи, уклэдгаастхся на высоте каната,

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались на II Всесоюзной конференции молодых исследователей по актуальна вопросам теплофизгаси и физической гидродинамики (Новосибирск, 1987), IX Всесоюзной конференция по динамике разретенних газов (Свердловск, 1987), на Всесоюзных сеишарах по взаимодействию газа с поверхностью (!Ьсква, 1088; п. Эльбрус, 1959), на научном семинаре кафедры математической физики УрГУ (СЕерд-ловск, 1991) и представлялись на 17 Международной симпозиуме по динамике разрешенных газов (Аахен, ■ Германия 1980).

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЕ Диссертация состоит кз зведенкя, четырех глав, заключения, списка используемой литературы, приложения. Список литературы - 62 наименования, 27 рисунков, 10 таблиц. Всего 117 страниц машинописного текста.

Ео введении обоснована актуальность исследования газовых течений, инициируемых волной Рэлея. Отмечены проблемы, возникающие при исследовании газов акустическими методами, в частности, в методе, основанной на регистрации стационарных течений, Бшывае-¡.¡ых звуком при его распространении з и газовух средах.

Обоснован выбор экспериментального метода возбулдаккя поверхностным звуком газовых течений и их регистрации .

В первой главе проведен анализ различных способов возбу.т-е-ния и диагностики течений, вызванных звуков Рассмотрены теоретические подходи по описанию этого явления. Описан эффект передачи энергии волны Рзлея в контзктирупщй с пей гез.

Интерес к изучению потоков з яздкостях и газах, возникающих под влиянием высокочастотного источника звука, • существует давно. Хорошо известно, что источники звука, совершающие " колебания по гармоническому закону, могут создавать несннусокдальные колебания гидродинамической скорости. В проводящей звук среде, кроме звукового поля, которому соответствует периодическое движение каждого элемента этой среды, часто набладавгея устойчивые вихри, не зависящие от времени потоки и циркуляции. Этот э4фэкт. первоначально был связан с кварцевым излучателем в жидкости, поэтому он получил название "кварцевого ветра". Впоследствии данное явление стала называть акустическим течение!.;.

Существующий интерес к акустическим течениям прегхде всего связан с тем, что такого рода течения обладают .достаточной информативностью о Ееществе: воз(тир измерение ■ скорости звука к коэффициента поглощения з исследуемых средах. Кроме того, течения, вызванные звуком, могут быть использованы для создания ма-

5

лых потоков контролируемой величина Однако данное явление в газах изучено слабо. Одной из причин такого состояния является трудность точного измерения скорости возбуждаемых звуком течений. Трудности значительно снижаются, если в качестве источника звукового возбуждения газа ипользовать волну Рэлея, которая распространяется по одной из стенок плоского канала. Эффект течения на таком канале можно зарегистрировать, измеряя разность давлений на его концах. В таком эксперименте, кроме вышеотмеченного, возможно получение информации о механизмах взаимодействия газа с озвученной поверхностью.

Во второй главе обоснована методика измерений газовых течений, вызванных ПАВ, описаны требования к экспериментальной установке и особенности ее конструкции. Здесь же проведен расчет амплитуды вертикального смещения в поверхностной акустической волне.

Как уже было отмечено выше, обязательным условием существования акустичестих течений является диссипация звуковой энергии, характеризуемая коэффициентом поглощения

5)]. (i)

Здесь и»,- частота звука, f - плотность среды, I, f - коэффициенты динамической и объемной вязкости, - коэффициент теплопроводности, Су,С,- теплоемкости при постоянном объеме и постоянном давлении, О - скорость звука в среде. Режимы вызываемых звуком течений характеризуются безразмерным параметром где h -характерный размер экспериментальной ячейки.

Тот факт, что коэффициент прямо пропорционален квадрату частоты, существенно ограничивает применимость традиционных методов измерения акустических течений в области частот (10 - 100) МГц. Например, для ряда инертных газов Не,Аг,Кг,Хе при атмосферном давлении и 'комнатной' температуре длина поглощения на частоте 80 Ыгц составляет~(5-10)мкм. В традиционной постановке опытов (измерения акустических течений,в жидкостях) неясно, как зарегистрировать потоки при таких размерах поля возмущения. Однако экспериментально обнаружено, что масштаб течения может быть больше длины поглощения звука. Это качественно наблюдалось при использовании кварцевого объемного резонатора в качестве источника звукового возбуждения жидкости на частоте 20 МГц при уровне входного сигнала-15 Е Для данных условий ¿"'^(0,4 - 2,4)см, а поток проникал на глубину«( 1,5 - 7) см. Когда исследуемым веществом яв-

6

ляется газ, затруднительно организовать течения, масштаб которых превышал бы длину поглоцения звука В этом случае ощутимые эффекты можно получить применяя звук высокой интенсивности, но этот путь имеет свои ограничения, которые из ложны выае. Казалось бы, значительное увеличение характерного размера - длины поглощения (г ~и>'1)-можно получить снижением частоты. Однако эффект акустического течения это не что иное, как поглощение средой импульса 'зеукоеой волны. Поэтому при снимании поглощения энергии (уменьшения на единицу объема проводящей звук среды, импульс, поглощенный той же единицей объема, тага® будет меньше. Таким образом, увеличениеГприводит к резкому уменьшению скорости течения.

Отмеченные выше проблемы мокко успешно ресить, если в качестве источника звукового возбуздения газа использовать микроволновые ПАЕ В таком варианте надежно регистрировать акустические течения в газах мохно с помощью метода двух колб (объемов), соединенных плоским каналом. Зтот метод является традиционным при исследовании различного рода бароэффектов. Применяя такой подход к исследований акустических течений, необходимо сказать о специфичности используемого какала. Одну из плоскостей мо;хно выполнить из пьезокристалла, при распространении по поверхности которого волна Рэлея и будет слулять источником звукового возбуждения газа в щели. Плоский-канал нетрудно изготовить высотой ~ (10 -30) мкм. которая будет сравнима с "длиной поглощения звука при формальных условиях и частотах ~100 НГц. В этих условиях ззуковое поле занимает значительную часть объема газа в зазоре между плоскостями. С другой стороны, пси такой геометрии щель обладает достаточно большим газодинамическим сопротивлением, благодаря чему весьма малые газовые потоки, вызванные поверхностным звуком, будут создавать на концах канала заметную акустическую разность давлений (АРД). Существует возмо.-яюсть точной регистрации АРД ^ (1 10) Па высокочувствительным! манометрами мембранного типа Отмеченный уровень АРД достигается при возбуждении ПАВ сигналом "1 В, что вашо, поскольку при таком возбуждении отсутствуют нелинейные искажения звука

Следует так- • сказать, что в процессе измерения эволюции АРД в систему итерированных газовых объемов с микроманометром не вносится >'ехак:;ч:ских возмущений, которые существенным образом могли бы ■.чзи"::. отслеживаемый в опыте процесс: в данном случае измерение ¿РД начинается с момента "включения" ПАВ, т. е. с момента подачи :га зходной преобразователь пьезокрясталла электрического сигнала.

.Отмеченные выше характерные размеры сели позволяют исследовать эффект АРД на частоте 80 )>!Гц, при которой длина поглощения ¿""'для инертных газов при атмосферном давлении и комнатной температуре сопоставима с высотой щели В данной ситуации, изменяя давление газа в диапазоне ^(0,05 - 0,5) МПа, можно создать режимы излучения звука с поверхности в газ, когда <Г"'составляет величину от 0,1 Ь до 10 Ь. Измерения в области ¿"/>>> 1 интересны прежде всего тем, что опыты в данном режиме невозможно провести с помощью известных подходов по исследованию акустических течений. Режим ¿'А < 1 для такого эксперимента привлекателен возможным проявлением интерференционных эффектов при отражении звука от невозбужденной плоскости канала.

Экспериментальная установка состоит из следующих блоков и систем: рабочая камера с каналом, система измерения разности давлений, система измерения абсолютных давлений, напуска газов, вакуумирования и схемы возбуждения и регистрации ПАВ. Основным элементом системы измерения разности давлений является мембранный микроманометр с частотным выходным сигналом, чувствительность которого Л'7-10"*Па/Гц.

В третьей главе представлена теоретическая модель, описывающая течение газа в плоском канале, вызванное волной Рэлея. Те-ретическое описание проведено в приближении сплошной среды. Получено. выражэние для потенциала звукового поля в плоской щели, найдены компоненты колебательной скорости газа в звуковой волне с учетом поглощения звука. Итоговое выражение получено для стационарной разности давлений на концах канала, вызванной акустическим течением газа.

Волновое уравнение» учитывающее процесс поглощения звука в газе, удается получить из системы уравнений, включающей уравнение непрерывности, уравнение движения Навье-Стокса, уравнение теплопроводности. • Это уравнение получено в виде

(-г**'/'»е)/С? - А 9 - а (ыу04) = О , (2)

где коэффициент а- [¿¿/з + 1 +ХЦ/С*- </е,)1/рге, пропорционален коэффициенту поглощения звука,в газе (1), V- потенциал звукового поля, -г - время.

фи описании акустических течений используют метод последовательных приближений по изменяющимся параметрам. В рассматриваемой задаче это давление газа Р, его плотность _рг и температура, а такхе скорость движения V. В первом приближении определяются скорости колебательного движения газа в звуковом поле. Для этого

необходимо отыскать потенциал звукового поля V, сделав предположение о потенциальности движения газа Ь' - v f. В связи с этим, согласно геометрии описанного эксперимента, решалась задача в следующей постановке: имеется ¡цель бесконечной длины и сирины, ограниченная плоскостями у - 0, y-h\ в плоскости у - 0 возбуждена плоская незатухающая бегущая волна; необходимо определить скорость колебательного движения газа, находящегося между плоскостями (иллюстрация на рис.1).

Граничные условия для V определены следующим образом:

4.0= (3'а)

jri =о. (з,б)

"/ид ъу 's.f.

На компоненту Vi = Э^эг условий не-накладывалось.

Вызванные звуком течения описываются вторым приближением по изменяющимся параметрам. Уравнение для стационарной скорости акустического течения получено из уравнения движения Навье-Сток-са, где сохранялись члены разложения до второго порядка малости. Вошедшие в это уравнение компоненты скорости движения газа в звуковой волне (первое приближение) определены из решения уравнения (2). Показано, что в звуковой волне поле скорости газа как функция высоты канала, выраженной в длинах волн, носхгг резонансный характер. Так как методика регистрации течений основана на измерении стационарной лР, итоговое выражение теоретической модели получено для относительной разности давлений

¿P 6¿o¿ tfgt.от sin ¡Id,' р S кГСг ' (ihSXh - co$sn)' (4)

Здесь &„- сирина звуковой дорожки на поверхности монокристалла, 6,е, А - сирина, длина и высота-щели, tío- амплитуда колебательной скорости газа, которая определяется-из граничных условий при у- 0 и равна амплитуде колебательной скорости ПАВ, cu - циклическая частота звука, т - молекулярная масса газа, Сг- скорость волны Рэлея, к - постоянная Бзльцмака, X - <Г - коэффициент поглощения звука газом, Y« - f- Í1 - Cr/Су- фактически обратная длина звукозой волны в газе л;', arctgíY/X).

Выражение '(4) получено из условия равенства потока, вызванного звуком, и обратно направленного пуазейлевского потока. По

виду (4) можно сказать, что акустическая разность давлений резонансная образом зазисит от числа длин волн, укладывающихся на Еысоте канала.

В четвертой глазе описана функция,аппроксимирующая экспериментальную эволюцию акустической разности давлений дР во времени, вызванной поверхностным звуком в плоской щели. Детально рассмотрены условия возбуждения газа волной Рэлея в объеме канала. Показано, что поведение коэффициента поглощения энергии ПАВ в рассматриваемой системе носит резонансный характер. Проведено сравнение полученных экспериментальных данных с теоретической моделью, представленной в работе.

Для системы двух объемов, соединенных каналом, составлена система уравнений баланса частиц с учетом акустического течения. Разность давлений как функция времени, полученная из рекения этой системы, объясняет экстремальное поведение временной эволкг-ции АРД развитием температурных полей, которые возникают при звуковом возбуждении газа волной Рэлея. Температурные кривые, полученные в опытах, подтверждают это.

' В работе рассмотрены предельные случаи по условиям возбуждения поверхностным звуком газа в объеме канала. Одному из пределов соответствует режим, когда.излученная с поверхности в газ волна (рис. 1) поглощается, не достигнув верхней плоскости канала (<Гп> 1). Второй предел - когда волна испытывает многократные отражения от плоскостей (oh <<1). В этом случае предполагалось, что распространяемые от разных плоскостей волны не взаимодействуют друг с другом (отсутствует интерференционные эффекты) и поглощение звуковой энергии, а следовательно, и импульса, происходит в объеме капала равномерно на его высоте. Такой несложный подход позволяет получить информацию о максимально возможной величине АРД при заданных параметрах ПАВ и геометрии канала

Детально рассмотрено поведение коэффициента поглощения энергии поверхностного звука газом dL в рассматриваемой системе. Еыражение для Ui получено б виде

, _ si, (гМ) '

Cvi г г ess г ' сЬ(гх/,) - cos (г у;,) ' (5)

где €гн- проекция вектора скорости звука на нормаль к поверхности.'

Первый сомножитель в (5) совпадает с существующей теорией Арцта, описывающей нагружение ПАВ, контактирующих с газовым бесконечным полупространством. Влияние верхней плоскости канала на процесс поглощения определено вторым сомножителем. На рис. 2 представлены

зависимости оС,. от высоты канала А для газоз Не и Хе при атмосферном давлении и комнатной температуре. Из, приведенных графиков видно, что по мере- роста высоты канала коэффициент поглощения аС^ стремится к постоянному значению, которое определяется теорией Арцта. На начальном участке (малые значения Н ) ярко выражен осциллирующий характер поведения Здесь амплитуда колебаний для Не превышает постоянное значение в несколько раз. Таким образом, при миниатюризации герметизирующих капсул устройств на ПАВ необходимо учитывать осциллирующий характер поведения <¿1. 3 экспериментах, проведенных в рамках дачной работы, было получено косвенное подтверждение зависимости (5): на канале с высотой ~16 мкм не удалось зарегистрировать эффект АРД для Не. Как видно из рис.2, на данной высоте «¿1 для Не имеет минимум.

На рис. 3,4,5 приведены экспериментальные зависимости эффекта АРД в широком диапазоне изменений глубины проникновения 'звукового возбуждения в газ. Эффект АРД измерялся как в случае, когда был озвучен лишь приповерхностный газовый слой толщиной, значительно меньшей высоты канала, так и в условиях, когда газ возбуждался звуком на всей высоте канала и присутствовали интерференционные эффекты, связанные с отражением звуковой волны от верхней плоскости щели. Например, для Хе удалось зарегистрировать лР/р в режиме, когда возбуждался приповерхностный слой толщиной менее 0,1 Ь. В другом пределе, при измерениях с Не, достигнут режим, когда " 10 Ь. Таким образом, при использовании. ряда инертных газов охвачен диапазон изменений ¿Г"~(0,1 - 10)Ь.

Как видно из рис. 3,4,5, предложенная модель (4) (сплошные линии) позволяет описать экстремальное поведение экспериментальных зависимостей аР/Р (ЛгЬ). Экстремумы имеют место в области, когда длина поглощения звука в газе соизмерима с. высотой щели С ~ 1). Наличие верхней ограничивающей плоскости канала в случае ¿ГЬ < 1 оказывает существенное влияние на процесс поглощения звука. Это обусловлено тем, что уровень эффекта лР/Р сильно зависит от числа полуволн, укладывающихся на высоте канала. Экстремальное поведение измеренных зависимостей дР/Р (УЬ) подтверждает адекзатность построенной теоретической модели эффекта АРД Режим измерений ^ < 1 в диапазоне давлений (0,05 - 0,7) ШТа для Хе, Кг, Аг удалось реализовать, используя канал N1 (Ь~1бмкм, рис.3). При проведении измерений в том жэ диапазоне давлений на канале N2 (к ~ 28 мкм) наиболее ярко выраженный экстремум удалось зарегистрировать для Не (рнс. 5). Таким образом, измеряя зависимость дР/Р при заданной, геометрии канала, можно с

11

хорошей точностью получить информацию как о коэффициенте поглощения ^ , так и о скорости звука в газе. С другой стороны, экспериментальные зависимости &Р/Р описаны функцией (4) при следующих значениях А : канал N1 - к - 15,88 мкм; какал N2 - /? -27,34 мкм. При измерении высоты канала газодинамическим методом нестационарного потока были получены следующие результаты: канал N1 - А - (15,9 1 0,2) мкм; канал N2 - /г - (27,8 ± 0,3) мкм. При сопоставлении зтих результатов, полученных независимыми методами, можно констатировать удовлетворительное согласие.

Сравнение полученных экспериментальных данных с теоретическими (4) для режимов излучения >> 1 показывает, что в области низких давлений расхождение теории и эксперимента становится существенным и предложенная модель не работает. В заключении следует отметить, что в области низких давлений более точное описание исследуемого эффекта, по-видимому, потребует привлечения кинетической теории разрезанного газа

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана и изготовлена экспериментальная установка, позволяющая исследовать акустические течения в газах. Возможность точной регистрации скорости газовых течений обеспечена прежде всего тем, что в качестве источника звукового возбуждения газа выбрана поверхностная волна, распространяющаяся по-одной из плоскостей щелевого канала. Такой подход позволил использовать методику измерений, которая . основана на регистрации акустической разности давлений (АРД), возникающей на концах такого канала

2. Экспериментально обнаружено течение газа, возбужденного на частоте 80 МГц при амплитуде смещения в волне Рзлея (2-6) А. Впервые зарегистрирована стационарная акустическая разность давлений, вызванная поверхностной волной.

3. Используемый подход в отличие от традиционных методов возбуждения акустических течений объемными резонаторами позволил экспериментально изучить это явление в широком диапазоне изменений глубины проникновения звукового возбуждения в газ. Уро -

вень АРД измерялся, как в случае, когда был озвучен лгапь поверхностный газовый слой толщиной, значительно меньшей высоты канала, так и в условиях, когда газ возбуждался звуком, на^ей высоте канала и присутствовали штерфере'нционные эффекты, связанные с отражением звуковой волны от верхней плоскости щели.

4. Проведено систематическое исследование эффекта АРД на

то'

инертных газах Не, Лг, Кг, Хе в диапазоне давлений (0.05-0.7)Ша на двух каналах с высотами 16 и 28 мкм.

5. Установлено, что зависимость АРД от давления имеет максимум в области значений длины поглощения звука в газе, сравнимой с высотой канала.

6. Экспериментальные результаты описаны теоретической моделью, построенной в приближении сплосной среды. Показано, что зависимоть ЛРД и коэффициента поглощения энергии поверхностного звука газом от отношения длины волны звука к высоте цели носит резонансный характер.

7. Результаты исследований, представленные в данной работе, позволяют говорить о возможном использовании эффекта АРД в некоторых направлениях: 1 - измерения коэффициента поглощения и скорости звука в газах, 2 - организация малых регулируемых потоков контролируемой величины, 3 - измерение малых изменений линейных размеров, 4 - измерение амплитуды смешения в волне Рэлея различных пьезокристаллов любой ориентации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Об увлечении газа поверхностной акустической волной /Александров 0. Е. , Елфимов А. А. , Породнов Б. Т., Селезнев В. Д. ,Флягин А. Г. // Акустический журнал. 1989. Т. 35. N 6. С."261-965.

2. Установка для исследования действия поверхностных акустических волн на течение газа / Елфимов А. А., Породнов К Т. , Селезнев В. Д. , Флягин А. Г. // 1ГГЭ. 1987. N 2. С. 177 - 179.

3. Экспериментальное исследование потоков газов в плоском канале, вызванных поверхностной акустической волной / Демин А. Е, Елфимов А. А., Породнов Б. Т., Селезнев В. Д., Флягин А. Г. // Про-иззодственно-издательский комбинат. Люберцы. 1987. 45 с. Деп.

в ВИНИТИ N 8348 - В87.. .

4. Инициирование поверхностной акустической волной газового потока в плоской щели / Елфимов А. А., Породнов Е. Т., Селезнев Е Д., Флягин А.Г.// Акустический журнал. 1988. Т: 34. N 2. С.251—255.

5. Елфимов А. А. , Демин А. Е Постоянная, разность давлений, возникающая под действием поверхностной акустической волны, на канале плоской геометрии // II Всесоюзная конфер. молодых исследователей " Актуальные вопросы теплофизики и физической гидродинамики". Новосибирск. 1987. С. 187-188.

8. Измерение зависимости поглощения волны Рэлея от рода окружаю-

13

шзго газа / Елфимов A. А. , Породнов Б. Т., Селезнев В. Д., Фля-пш А. Г. // Производственно-издательский комбинат. Люберцы. 198?. 8 с. Деп. в ЕШГИ. N 5489 - 82.

7. Газодинамический способ определения коэффициента поглощения волн Рзлея в газовой среде / Елфимов А. А. , Породнов Б. Т., Селезнев В. Д., Флягин А. Г. ■ // Акустический журнал. 1989. Т. 35.

N 3. С. 553-555.

8. Эффект увлечения газа 'поверхностными акустическими волнами / Елфимов А. А.,. Породнов Б. Т., Селезнев В. Д., Фдягин А. Г. // 9-я Всесоюзная конференция по динамике разреженных газов. Свердловск, 1987. Т. 2. С. 73-77.

9. Перекрестные эффекты движения газов в каналах мембран / Селезнев В. Д., Породнов Б. Т., Елфимов А. А. и др. // 9-я Всесоюзная конференция по динамике разреженных газов, Свердловск, 1987. Т.1, С. 97.

10. Gas flow in a-flat channel induced by a surface acoustic wave/ 0. E. Alexandrov, A. A. Elfimov, B.T. Porodnov, V. D. Seleznev, A.G. Fl у ag in // 17-th RGD Symposium: Book of Abstracts. Aachen. 1990. V2. P 545-547.

!) ) >/!)/)II/П! !1>>А

СгД Г'

га

-От

Рис.1. Излучение звука в гаа с поверхности кристалла в канале, высота которого равна 1т. Здесь От, Лт - скорость и длина волны Рэлея, Сг, Дг --скорость к длина звуковой водны в газе, £ - угол, характеризуюккй направленность излучения звука в газ

Л*,»

н-

1- ::

—--~'|;мммммм11|1м»,

з 5 ? » и и 15 I? I» я п я п л 4"*«

Рис. 2. Зависимость коэффициента поглощения с^ от Ь (5) при атмосферном давлении: 1 - Хе, 2 - Не

Рис. 3. Относительная разность давления как функция параметра (канал N1); 1,2,3 - эксперимент, а.б.а - теория (У.

Рис.4. Относительная разность давлений как функция параметра Н (канал N2): 1,2,3-эксперимент, а,б,^-теория (4)

Рис. 5.' Относительная разность давлений как функция параметра Л (канал N2):! - эксперимент, а - теория (4)

Подписано в печать 19.05.93 Формат 60x84 1/16

Бумага писчая Плоская печать Усл.п.л. 0,93

Уч.-изд.л. 0,89 Тирах 100 Заказ 375 Бесплатно

Редакционно-издательсквй отдел УГГУ-ЛЗИ 620002, Екатеринбург, ЛТУ-УШ, '8-й учебный корпус Ротепринт УТТУ-УШ. 620002, Екатеринбург, УТТУ-УПИ, 8-й уч.корпус