Макроскопические волновые процессы в кавитационной области (экспериментальное исследование) тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ
Горелкин, Юрий Петрович
АВТОР
|
||||
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
Санкт-Петербург
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
1993
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
Санкт-Петербургский государственный университет
на правах рукописи
ГОРЕЛКИН йрий Петрович
МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ ВОЛНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ В КАВИТАЦИОННОИ ОБЛАСТИ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
Специальность 01.04,03 - радиофизика
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
Санкт-Петербург,
1992
Раьота выполнена в Санкт-Петербургского
научно-исследовательском институте государственного университета.
физики
ма/чный руководитель - кандидат физико-математических наук,
доцент Семенова Н.Г.
Официальные оппоненты - чл.-корр. Российской АТН
доктор технических наук, профессор Пугачев С.И.
кандидат физико—математических наук, доцент Пиг^левский Е.Ц.
Ведущая организация — ЦНИИ им. академика А.Н.Крылова
защита диссертации состоится " " _ 1992 года в
часов на заседании специализированного совета Ц063.57.36 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора Физико-математических наук при Санкп—Петербургском
'/дарственном университете по адресу: 199034, Санкт-Петербург, ■...'перси гетская наб. , 7/9.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке СПбГУ 1м. М.Горького.
Автореферат разослан " " _ 1992 года.
Ученый секретарь специализированного совета кандидат физико-математических наук
Рыбачек С. Т.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Распространение интенсивных волн в реальных, существующих в природе жидкостях, в значительной с п-. ч'ни отличается от того, которое имеет место в идеально спг( »-ной среде. Обусловлена это физическим явлением, назыи-л'-гчым кавитацией — образованием в жидкости области, содержащей разрыть, в виде парогазовым полостей при воздействии на сгрлу растягивающего напряжения.
формы движения «агитационной области достаточно сложны и многооеразнь.. В диссертационной работе эксперимент. <гьио
исследованы закономерности макроскопического волнового движения, т.е. такие, которые проявляются на рассто^--'и?-1, . много иолгэчих размеров пузырьков и расстояний между ними.
Актуальность работы, Интерес к изучений зсоьеьмл. г"и макроскопического волнового движения обусловлен рядам при-., л.
1. Кавит^дии в распространенных в природе и используо-ых ы технике жидкостях, вследствие их низкой гр^ч-^сти на разрыв, встречается достаточно часто. Причем, кр практике . очти всегда приходится иметь дело не с ограниченным числа;" разрывов, а с кавитационнсй областью, что ооуславлиьает интерес к изучению интегральных, в масштабе всей оьласти, эффектов.
2. Б практических условиях предпочтение, как- правило, стиетсг использованию макроскопических характеристик, поскольку они характеризуют область в целом, их измерение технологически проще 11 машет быть выполнено без использования сложной дорогостоящей аппаратуры.
3. Актуальность именно экспериментального подхода обусловлена значительными трудностями в теоретическом исследовании данного вопроса, а также ограниченностью объема имеющегося экспериментального материала.
кавиIаикенная область имеет две характерные стадии своего гия, Первая, достаточно кратковрн«-<"-мл9 что ' .оядку ■'л'ИчИг,, с длитг ••>■ -остью пес" - .гп-ы „■ ■• ,
отличается резким изменением механических свойств среды, вызванным появлением в ней первых разрывав: каждая фазовая точка волнового возмущения распространяется как бы по "новой" среде. Б этом случае исследование движения среды предполагает измерение мгновенных (текущих) значений гидродинамических параметров. Для второй стадии характерно более медленное развитие, определяемое увеличением общего количества кави.тационных пузырьков. Б этом случае движение может быть описано гидродинамическими параметрами, усредненными за период волны накачки.
6 диссертационной работе исследования были выполнены для всего промежутка времени эволюции кавитационной области: с момента ее возникновения до момента развития в состояние динамического равновесия. В силу отмеченных выше отличий в характере движения среды на начальной и конечной стадиях развития кавитации, в работе еыли использованы два различных методических подхода, реализованные на соответствующих им экспериментальных установках.
Цель работы заключалась в экспериментальном исследовании закономерностей макроскопического волнового движения
кавитационной области. Рамки исследования были ограничены рассмотрением следующих вопросов:
- нелинейность кавитационной области; динамика изменения нелинейных свойств как характеристика процесса возникновения и развития кавитационной области:
- ослабление волн, распространяющихся в кавитационной области (на примере изучения характера энергообмена между кавитационной областью и волной, пришедшей извне);
- кавитационные особенности волнового движения (в сравнении с жидкостью идентичной структуры, но с акустически пассивными пузырьками).
Научная новизна. В диссертационной работе:
- использованы новые методы экспериментального исследования движения жидких сред с газовыми включениями (одновременное и независимое измерение текущих значений двух гидродинамических параметров: давления и массовой скорости; дуплетное зондирование сначала кавитационной области и затем ее следа);
- получены аналитические зависимости и оценки некоторых волновых характеристик «уравнение состояния в длинноволновом приближении, численный анализ энергообмена между кавитационнси областью и распространяющейся волной);
- представлены оригинальные опытные результаты, характеризующие нелинейность и диссипацию кавитационной области в течение всего периода ее развития: с момента образования до состояния развитой кавитации;
- приведены результаты исследования структуры кавитационнои области (распределение пузырьков по размерам;;
- установлены некоторые особенности распространения волн в кавитационной области (по результатам качественного и, с особенности, количественного сравнения волновых свойств кавитационной области и ее следа - жидкости с пузырьками в момент после "выключения" волны накачки).
Научная_и_практическая_значимость. Результаты
диссертационной работы расширяют известные представления о движении сред, возмущение которых приводит к изменению их механических свойств. Они могут быть использованы для дальнейшего развития теории распространения волн конечной амплитуды в реологических (или с ограниченной прочностью) жидких средах.
Прикладное использование экспериментальных методик и результатов исследования представляется эффективным в первую очередь в тех случаях, когда невозможен или нежелателен прямой контакт со средой. Возможные области применения!
- контроль образования полостей и диагностика степени пористости в жидких средах с низкой механической прочностью (биологические ткани, химически агрессивные вещества и др.»!
- активное воздействие на жидкую среду с целью изменения ее свойств: разрушение, дегазация, перемешивание, эмульгирование, диспергирование и др.
Положения, выносимы»? н« ааииту.
- результаты экспериментального исследования зависимости скорости распространения оааы волны от давления для характерных этапов эволюции кавитационной области: в момент
образования, в период квазистационарного развития и после достижения динамически равновесного состояния;
- кавитационные волновые особенности (в сравнении с жидкостью, содержащей пассивные пузырьки): более высокая скорость распространения, более низкие нелинейность и диссипация.
- численные оценки значений волновых характеристик кавитационной области (скорость распространения, диссипативный и нелинейный параметры);
Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных и Международном симпозиумах:
- "Акустическая кавитация и применение ультразвука в химической технологии" (Славское, 1985г.);
- XI Международный симпозиум по нелинейной акустике (Новосибирск, 1987г.);
- "Акустическая кавитация и проблемы интенсификации технологических процессов" (Одэсса, 1939г.).
По теме диссертации опубликовано 3 печатных работ.
Структур* и обуам_диссортдции. Диссертационная работа
состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста и содержит 32 рисунка. Список литературы включает 94 наименования.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Введение содержит обоснование выбора темы и цель диссертации. В нем сформулированы научная новизна работы и основные положения, выносимые на защиту. Приведены сведения о структуре диссертации.
Первая глава являптся литературным обзором работ по теме. В ней обсуждены существующие в литературе подходы к макроскопическому описанию волнового движения кавитационной области. Определено место настоящий работы в общем круге решаемых проблем, обоснована ее актуальность.
В раздело 1.1 рассмотрен наиболее распространенный Феноменологический подход, когда кавитационная область характеризуется некоторым набором эмпирических характеристик. Ряд основных из них, как-то: порог кавитации, индекс кавитации, спектральные характеристики кавитационного шума, волновое сопротивление среды, обсуждены в работе. Отмечена ограниченность и условность феноменологического подхода.
В качестве возможной альтернативы в разделе 1.2 рассмотрены корпускулярный и гидродинамический способы описания движения сред с паро-газовыми включениями. Сделан вывод о перспективности использования последнего применительно к описании движения кавитационной области. Отмечена, что в этом случае основной проблемой является составление уравнения состояния.
В разделе 1.3 выполнен анализ распространенных в литературе гидродинамических моделей пористых сред с целью выяснения возможности обобщения их на случай кавитационной области. Модели классифицированы по динамическому диапазону (линейные нелинейные) и частоте рассматриваемых возмущений
(кпазистлтическив - динамические). Обсуждение вопроса ослабления волн в жидкости с пузырьками в связи с пространственными рамками применимости моделей, не учитывающих поглощение, вынесено в раздел 1.4. В нем наряду с сильным (на длине волны) поглощением в жидких средах с пузырьками также обращено внимание на возможный существенна недиссипативный механизм затухания волн большой интенсивности.
Сделанный в разделе 1.5 обзор экспериментальных работ дает представление о содержании и объеме известных сведений о кавитационной области, отмечен их разрозненный, а в ряде случаев ограниченный и частный характер.
Выводы к главе (раздел 1.6) обозначили актуальность и место настоящей работы в общем круге решаемых в этсй области исследований проблем. В конце главы поставлена задача диссертационной работы.
Во второй главе представлены результаты экспериментального исследования нелинейных свойств реальной жидкости. Используемый в настоящей работе термин "реальная жидкость" несколько отличается от общепринятого и обозначает жидкую среду,
- а -
содержащую растворенный газ и микропузырьки. Реальная жидкость рассматривается как некоторое начальное состояние кавитационной области.-
Раздел 2.1 содержит описание модели среды и вывод каазистатическаго уравнения состояния - зависимости скорости распространения фазы возмущения от давления а(р>. Указанное соотношение, котороэ испольауатся во второй и третьей главах для интерпретации экспериментальных результатов, получено без учета диссиг.ативных потерь.
Аналитический анализ уравнения состояния показал, что вид Функции а(р> определяется радиусом самого крупного пузырька Яаах и объемной концентрацией газа Л0 и практически не зависит от конкретного закона распределения пузырьков по размерам Б(Р0). При этом Яцлх ограничивает предельно возможное отрицательное давление р„,п в среде (с ростом Каах Р^п стремится к нулю) , а влияет на величину скорости (с увеличением 0О наблюдается общее, для всех р, уменьшение а) .
При стремлении р к РВ1П, Величина а стремится к нулю, что говорит о потере средой упругости. На основании этого делается вывод о том, что величина может быть интерпретирована как
порог кавитации. Такой вывод подтверждают численные оценки Ра^п, которые по порядку величины совпали с известными из литературы данными о прочности жидких сред.
Б области Р^Рахп зависимость а(р) является монотонно возрастающей Функцией, причем вблизи Ра^п рост весьма резкий. Последнее означает, что все пузырьки кроме самых крупных, оставаясь устойчивыми в момент возникновения кавитации, не влияют на ход ее развития. Представляя определенную часть газовой фазы, они лишь в некоторой степени увеличивают общую сжимаемость среды.
В силу некритичности вида функции ВШ0) в работе рассматривается модель жидкости с пузырьками одинакового размера. В этом случае вид функции а(р) однозначно определяется только радиусом пузырьков И0. В работе численно расчитаны изолинии - кривые <Нр) , на которых Я0=-соП1^.
В разделе 2.2 описаны разработанные диссертантам экспериментальная установка и методика исследования.
Эксперимент проводился с образцами водопроводной воды
следующим образом. В жидкости возбуждалась одиночная плоская полна. В определенной точке среды одновременно и независимо измерялись текущие значения двух гидродинамических параметров: давления p(t) и массовой скорости v(t). Установленный таким образом набор фазовых точек p<v) рассматривался на промежутке времени первой полуволны разрежения (0,tp), т.е. тогда, когдг к жидкости приложено отрицательное давление.
Для каждой точки на экспериментальной кривой p(v> вычислялась скорость а. Задача определения а сводилась к отысканию такого значения RQ, для которого изолиния а(Н0,р) удовлетворяет условию распространения простой волны:
Р, d6 v<p,R„> » Г- .
Po
В разделе 2.3 представлены результаты экспериментального исследования нелинейных свойств реальной жидкости на примере трех образцов водопроводной ооды, отличавшихся значением объемной концентрации растворенного газа. Основное внимание я эксперименте было уделено изучению упруго-деформационных свойств среды при отрицательных значениях массовой скорости v, т.е. когда имеет место разрежение.
В разделе приведены полученные в эксперименте зависимости p(v) и соответствующие им а(р) для первой полуволны разрежения. Начальный и конечный участки кривой а(р> удовлетворительно описываются некоторыми двумя изолиниями, причем последняя соответствует заметно большему значению R0- В промежутке времени наибольшего разрежения наблюдаются значительное (на два-три порядка) уменьшение а и резкий переход между указанными изолиниями. Это свидетельствует о том, что газ диффундирует в пузырек, причем тогда, когда пузырек неустойчив.
Количество растворенного газа а жидкости, как показали опыты, влияет на положение исходной изолинии и эффективность процесса диффузии газа.
В разделе 2.4 сделаны основные выводы и замечания по результатам исследования нелинейности реальной жидкости.
Отмечено, что структурными характеристиками среды, определяющими ее нелинейность, являются равновесные значения
- ю -
радиуса самых крупных пузырьков и объемной концентрации
газовой фазы 0О.
В результате растяжения реальная жидкость переходит в новое качество — нестационарную кавитационную область. Для нее характерны следующие особенности:
а) переход фазовой точки по изолиниям - процесс достаточно быстрый, в масштабе периода волны накачки;
б) зависимость (Ир) определяется в основном параметром и практически не зависит от <»0.
В третьей главе представлены результаты исследования нелинейных свойств кавитационной области на стадии ее развития.
В разделе 3.1 обсуждаются эволюционные особенности уравнения состояния. Под эволюцией понимается переход фазовой точки (р,а) с одной изолинии на другую. Отмечено, что период нестационарного развития, связанный с уменьшением по абсолютной величине Рв;п нуля, весьма кратковременный (сравним с
периодом волны накачки). Поэтому, начиная с некоторого момента, 0О становится единственным параметром, определяющим зависимость и(р). Поскольку есть медленно меняющаяся в масштабе
периода волны накачки Тн функция времени, на этом этапе эволюции кавитационная область в работе классифицируется как квазистационарная.
В разделе 3.2 представлена гидродинамическая модель такой среды. Вследствие того, что характерный временной масштаб эволюции квазистационарной кавитационной области много больше Тн, гидродинамические параметры, описывающие движение последней, рассматриваются как медленно меняющиеся функции на промежутке
V
Используемое приближение делает возможным обобщить зависимость С1(р), полученную в главе 2 для одной изолинии, на случай, когда 0О есть переменая величина. В разделе 3.2 рассматривается уравнение состояния квазистационарной
кавитационной области в виде совокупности двух: выражения для изолинии а>а(0о,р) совместно с уравнением диффузии газа с!£0/ЬЬ-^рч. Численные оценки, выполненные по полученным выражениям для условий предполагаемого эксперимента, подтвердили квазистатический характер перехода фазовой точки по изолиниям.
Раздел 3.3 содержит описание методики исследования и разработанной диссертантом экспериментальной установки.
Опыты проводились следующим образам. В течение определенного промежутка времени tH жидкость подвергалась облучению волной накачки частоты -fH. В результате в ней образовывалась кавитационная область, которая затем возмущалась зондирующей низкочастотной <по сравнению с fH) одиночной волной, пришедшей извне. Далее выполнялись измерения скорости распространения a+v (Sa, поскольку v<<a> и давления р для Фазовой точки наибольшей крутизны на переднем фронте зондирующей волны. Таким образом экспериментально определялась одна точка на исследуемой изолинии. В результате выполнения серии опытов при различных амплитудах давления зондирующей волны определялся определенный участок изолинии a(p,tH>.
Аналогичные опыты и измерения были выполнены в следе кавитационной области - среде с идентичной кавитационной области структурой, но содержащей акустически пассивные пузырьки.
В разделе 3.4 обсуждаются результаты экспериментального исследования нелинейных свойств кавитационной области. Представленные для различных моментов времени зависимости a(p,tH> иллюстрируют эволюцию уравнения состояния как переход Фазовой точки по изолиниям. Показано, что переход происходит в направлении, которое соответствует увеличению Р0. Об этом свидетельствует возрастающий характер приведенной в разделе зависимости J»a(tH), которая отражает процесс дегазации.
Эволюцию нелинейности иллюстрирует зависимость параметра нелинейности от "возраста" кавитационной области tf(tH>. Отмечены весьма высокий, как и в пористых жидкостях с акустически пассивными пузырьками, уровень нелинейности (?~103) , а также возможный в ряде случаев немонотонный характер изменения t во времени.
Увелечение количества газовой фазы по мере развития кавитации отражает зависимость объемной концентрации пузырьков от "возраста" кавитационной области U<tH>. Обращено внимание на то, что в "истории" развития кавитационной области существует
характерный момент когда устанавливается динамическое
tT »
оавновесие газовой фазы (0o=»con»t) и уравнение состояния "выходит" на некоторую стационарную изолинию а(р). Кавитационную
область при ^^т предлагается классифицировать как стационарную.
Сравнительный анализ нелинейных свойств кавитационной области и следа обнаружил ряд особенностей: в кавитационной области более высокая скорость распространения волновых возмущений, меньшая нелинейность.
В разделе 3.5 сформулированы выводы к главе. Отмечено, что образованию и развитию кавитационной области соответствует необратимая эволюция уравнения состояния, которая имеет три характерных периода: нестационарный, квазистационарный и стационарный. Перечислены отличительные черты каждого из них. Показано, каким образам эволюция уравнения состояния отражает характер развития кавитационной области. На основании этого сделан вывод о возможности использования уравнения состояния для оцьнки степени развитости кавитации. Замечено, что данное обстоятельство позволяет разрешить терминологическую проблему классификации кавитационной области р различные периоды ее существования посредством использования соответствующих терминов, употребляемых применительно к уравнению состояния.
В четвертой главе изложены результаты исследования затухания в кавитационной области волны малой амплитуды, пришедшей в кавитационную область извне.
В разделе 4.1 описаны принцип действия установки и методика эксперимента. Его отличительной особенностью от эксперимента по исследованию нелинейности выло использование для зондирования среды узкополосного возмущения (акустический радиоимпульс с монохроматическим заполнением). Отмечено, что зондирование волной малой амплитуды проводилось для того, чтобы обеспечить линейный характер возмущения, вносимого аондирущей волной. Методика исследования диссипации акустической энергии в кавитационной области была основана на измерении амплитуды зондирующей велны в двух точках среды, последовательно расположенных в направлении распространения волны.
Результаты экспериментального исследования диссипативных свойств кавитационной области излажены в разделе 4.2. В нем представлены частотные зависимости относительного изменения амплитуды давления зондирующей волны после ев прохождения сквозь
стационарную кавитационную область. Данные приведены для различных значений амплитуды давления волны накачки рн. Исследованный диапазон частот составил три октавы в дорезонансной и три в зарезонансной областях (по отношении к
Для того, чтобы оценить степень влияния акустической активности пузырьков на диссипативные свойства среды, каждая кривая приведена вместе с соответствушей спектральной характеристикой затухания в следе кавитационной области.
Частотная характеристика затухания в следе также дала воможность оценить характер распределения пузырьков по размерам в кавитационной области, поскольку кавитационная область и ее след "устроены" одинакова. Определение Функции распределения пузырьков по радиусам Э(Р0) было основано на предположении о линейном и резонансном характере взаимодействия зондирующей волны с пузырьками следа. Зависимость 8(1? ) в работе представлена в виде гистограмм с шагом дискретизации 0.1-Ра.
Анализ спектральных характеристик обнаружил следующие особенности.
1. Диапазон размеров кавитационных пузырьков достаточно широк. Однако наиболее "заселенной" является околорезонансная область (0.5-^и, 2"Р„и). Здесь - радиус пузырька,
ОН ОМ У н
резонансного частоте
2. Сравнение частотных характеристик затухания при различных амплитудах давления волны накачки показывает, что увеличение рн приводит к общему (для всех частот) увеличению затухания.
3. Внутри "заселенной" области при ^а^оц существует провал, который свидетельствует о звукопрозрачности кавитационной области на частоте волны накачки.
4. Сравнительный анализ кавитационной области и следа указывает на более слабое затухание низкочастотных еолн < + < н) в первой.
В разделе 4.3 обсуждены особенности энергообмена между кавитационной областью и распространяющейся в ней зондирующей волной на примере численного моделирования эксперимента, выполненного в разделе 4.2. Исследование было ограничена рассмотрением резонансного взаимодействия, т.е. полагалось, что в энергообмене участвуют только пузырьки резонансного частоте
частоте волны накачки тн).
зондирующей волны размера. 8 качестве соотношения, описывающего взаимодействие между зондирующей волной и кавитационным пузыоьком, было использовано уравнение Рэлея, учитывающее поверхностное натяжение и вязкость.
Выполнена количественная оценка потери мощности зондирующей волной на одном кавитационном пузырьке ДМ в зависимости от амплитуды давления волны накачки рн и амплитуды давления зондирующей волны р3. Установлено, что при мглых значениях р3 (<2-104Па) характер взаимодействия зондирующей волны с пузырькам линейный: , и с увеличением рн AW уменьшается, т. е
"более кавитационный пузыоек" менее энерговосприимчив. Как следствие этого, вычисленный для всей кавитационной области пространственный коэффициент затухания Ы. представляет собой монотонно убывающую функцию рн.
Результаты численного моделирования сапе;:-«влены с экспериментальными данными. Отмечено, что теоретические оценки качественно согласуются с экспериментом, однако дают несколько заниженные значения (на 5-15/.}. Указанное расхождение рассматриваете я как следствие пренебрежения вкладом в затухание нерезонансных пузырьков.
Раздел 4.4 содержит выводы к главе. В них обращена внимание и.-» "просветление" кавитационной области на частоте волнь* накачки ■f и на уменьшение диссипации с увеличением степи«-.» акгишшети
В заключении сформулированы основные выводы и результаты диссертационной работы.
1. Установлено, что основными структурными параметрами среды, определяющими ее нелинейность, являются радиус самых крупных пузырьков и объемная концентрация всех пуоыськов. Первы"-параметр устанавливает критическое значение для массовой скорости, переход через которое качественно мьчяет характер движения среды, и соответствующую величину минимально возможного давления в среде. Второй параметр влияет на " ай-.иук> сжимаемог-ь среды, определяя численные значения скорости распространение Фазы волны как соункцию давления.
2. Показано, что образованию и - ■ -знней об.чг: -п. соответствует определенная 1-гп.гюциет уравнения состой и;-.
кавитационных пузырьков (с увеличением р )
эволюция имеет необратимый характер и обусловлена протекание* двух процессов
- увеличением радиуса самых крупных пузырьков, которое приводит к уменьшению по абсолютной величина предельно возможного отрицательного давления в соеде;
- увеличением объемной концентрации всех пузырьков, которое вызывает общее (для любых давлений) уменьшение скорости распространения фазы волны.
Установлено, что первый прсцесс - достаточно быстрый и кратковременный, его длительность сравнима с периодом волны. Второй процесс - более медленный и продолжительный (сотни и более периодов волны). Резкое отличие в скорости протекания указанных процессов обуславливает наличие трех характерных периодов в эволюции уравнения состояния кавитационной области: нестационарный, кэазистационарный и стационарный. Сделан вывод, что, поскольку уравнение состояния отражает характер развития кавитационной области, оно может быть использовано для оценки степени развитости кавитацси.
3. Установлено, что частотная характеристика затухай (я волны в кавитационной области имеет достаточно сложный, сильно "изрезанный" вид, который свидетельствует о сложном эволюционном процессе формирования структуры стационарной навигационной области. Характерной точней отсчета на ? пп частит является частота волны накачки + . Диапазон частот наиболее сильного поглощения представлен двумя октавами (0.5 - 4 , н) и (-Г
При этом на частоте . 4 имеет место 'проспетление", свидетельствующее об отсутствии (или малом количестве) в кавитационной области резонансных волне накачки пузырьков. Сравнение частотных характеристик затухания при различных амплитудах давления волны накачки показало, что увеличение амплитуды привадит к общему (для всех частот) увеличению затухания. Данный результат согласуется с сценкой объемной концентрации пузырьков па результатам измерений линейной скорости звука и свидетельствует аИ увеличении общего (для всех размероа) количества пузырьком.
4. Сравнение волнорых свойств кавитационной области и следа показало, что низкочастотная полна (+<^н> в кавитационной области распространяется Зыс.тиее и затухает слабее. Прм этом
увеличение амплитуды давления волны накачки усиливает различив. На основе известных теоретических представлений о колебаниях пузырька показано, что данный эффект может быть следствием уменьшения энергетической восприимчивости пузырька при увеличении степени его активности.
Основное содержание работы представлено следующими публикациями:
1. Горелкин Ю.П., Дружинин Г.А., Токман A.C. Ударные кривые воды с Пузырьками. - Вестн.ЛГУ, 1982, N22, с.98-99.
2. Горелкин Ю.П. Импульсная методика исследования макроскопических характеристик кавитационного поля.- В кн.! Зсесоюзн. симп. "Акустическая кавитация и применение ультразвука в химической технологии". Тезисы докл., Славское, 1985.
3. Горелкин Ю.П., Семенова Н.Г. Звукопрозрачность кавитирующей жидкости. - Вестн.ЛГУ, 1985, N13, с.90-91.
4. Горелкин Ю.П., Семенова Н.Г. Экспериментальное исследование нелинейных свойств жидкости в области отрицательных давлений. - В кн.: Всесоюзн. симп."Акустическая кавитация и применение ультразвука в химической технологии". Тезисы докл., Славское, 1985.
5. Горелкин Ю.П., Семенова Н.Г. Нелинейные свойства жидкости в области отрицательных давлений. - Вестн.ЛГУ, 1985, N11, с.91-94.
6. Горелкин Ю.П., Семенова Н.Г. Динамика нелинейных свойств реальных жидкостей. - В кн.! XI Междунар. симп. по нелинейной акустике. Тезисы докл., с.52, Новосибирск, 1987.
7. Горелкин Ю.П. Диссипативные свойства кавитационной области. В кн. : Всвсокон. симп. "Акустическая кавитация и проблемы интенсификации технологических процессов". Тезисы докл., с.27, Одесса, 1989.
8. Горелкин Ю.П. Нелинейные свойства кавитационной области. 8 кн.: Всессюзн. симп. "Акустическая кавитация и проблемы интенсификации технологических процессов". Тезисы докл., с.42, Одесса 1989.