Гидравлический удар.

Скачек давления в системе заполненной жидкостью, вызванный быстрым изменением скорости потока жидкости

где aa – фронт ударной волны; bb – заслонка

С – скорость ударной волны

Ударная волна воздействует на стенки трубопровода и на препятствия по пути.

Вход: скорость жидкости

Выход: давление

Математическое описание:

Где плотность жидкости; – начальная скорость; - скорость после препятствия;

С-скорость распространения ударной волны

Способы создания:

• С помощью заслонки

• Быстрое испарение в жидкости токопроводящего элемента, например проволоки, под действием импульса тока

• Мощный луч квантового генератора

• Мощный импульсный электрический разряд между электродами, помещенными в жидкость – электрогидравлический удар

Применение:

• Обработка деталей

• Очистка деталей

• Для разрушения горных пород

• Интенсификация химических реакций

Кавитация.

Образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков), заполненных газом. Эти пузырьки захлопываются, образую ударную волну, которая разрушает поверхность детали.

Математическое описание

Где p – давление набегающего потока жидкости; -давление насыщенного газа внутри пузырька; – плотность жидкости; v-скорость жидкости на достаточном расстоянии где проходит кавитация

Лекция №5 Колебания

Свободные При отсутствии внешних воздействий за счёт первоначального накопления энергии. Для возбуждения необходима энергия из вне системы. Частота определяется внутренними параметрами системы

Вынужденные Под действием внешней почти периодической силы. Частота определяется частотой внешних воздействий. Амплитуда определяется свойствами самой системы

Автоколебания Незатухающие колебания которые происходят при отсутствии внешних воздействий за счёт внутренней энергии системы. Частота и амплитуда определяется свойствами самой системы

Физические эффекты:

1. Ультразвук

2. Свободные колебания

3. Резонанс

4. Акусто-магнето-электрический эффект

Ультразвук

Колебания частотой от 20 кГц до нескольких МГц

Преимущества:

1. Относительно узкая направленность

2. Зависимость скорости распространения от свойств среды

Скорость распространения:

1. В жидкостях где k-модуль всестороннего сжатия; p-плотность среды

2. В твердых телах где E-модуль упругости;

–коэффициент Пуассона; p-плотность среды

Генерация ультразвуковых колебаний

1. Пьезоэффект

Если тело подвергнуть деформации, то на других гранях возникает ЭДС

2. Обратный Пьезоэффект

Если пьезокристаллу сообщить напряжение, то кристалл будет деформироваться в соответствии с этим напряжением (кристалл начнёт колебаться)

Применение

1. Измерительная техника:

   1. Измерения расстояния (основан на измерении времени за которое пройдёт волна от источника до начала препятствия)

   2. Измерение скорости движения (каждый раз измерять расстояние, при этих данных вычисляем скорость

   3. Измерение толщины детали (с одной стороны источник, с другой приемник)

   4. Измерение уровня жидкости

2. Дефектоскопия (измерять плотность и другие параметры сравнивая их при этом с эталоном)

3. Медицина (исследование внутренних органов, используется при лечении тех или иных заболеваний)

4. Очистка деталей

5. Смешивание не смешивающихся жидкостей

6. В рыболовстве (обнаружение косяков рыб)