Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/39729
Title: Комбинированный метод исследования акустической кавитации
Other Titles: Combined method for acoustic cavitation research
Authors: Котухов, А. В.
Гаврилюк, В. С.
Минчук, В. С.
Дежкунов, Н. В.
Keywords: доклады БГУИР;ультразвук;кавитация;звуколюминесценция;кавитационный шум;ultrasound;cavitation;sonoluminescence;cavitation noise
Issue Date: 2020
Publisher: БГУИР
Citation: Комбинированный метод исследования акустической кавитации / Котухов А. В. [и др.] // Доклады БГУИР. – 2020. – № 18(4). – С. 80–88. – DOI : http://dx.doi.org/10.35596/1729-7648-2020-18-4-80-88.
Abstract: В настоящее время сфера применений мощного ультразвука интенсивно расширяется, продолжается совершенствование оборудования и технологических процессов. При этом ключевым фактором воздействия ультразвуковых колебаний на процессы в жидкостях и жидкообразных средах является кавитация – явление образования, пульсации и захлопывания микропузырьков газа под действием переменного давления. Широкое внедрение перспективных ультразвуковых технологий в значительной мере сдерживается тем, что закономерности генерирования кавитации изучены недостаточно, а известные в литературе данные противоречивы и характеризуются низкой воспроизводимостью. В данной работе приводится описание инновационного метода исследования ультразвуковой кавитации. С целью повышения воспроизводимости результатов и достоверности выводов о корреляции различных кавитационных эффектов предложено регистрировать одновременно параметры, характеризующие эти эффекты. Разработана и апробирована установка, предназначенная для реализации данного метода. Установка обеспечивает возможность регистрации полного выходного сигнала гидрофона, интенсивности свечения, генерируемого в кавитационной области – звуколюминесценции, спектра кавитационного шума и отдельных его составляющих. Технические характеристики установки позволяют регулировать скорость развития кавитационной области путем варьирования длительности и периода следования импульсов ультразвука и проводить измерения в низкочастотных (НЧ), высокочастотных (ВЧ) и взаимодействующих ВЧ и НЧ ультразвуковых полях. В ходе испытаний установки получены результаты, представляющие значительный интерес с точки зрения уточнения представлений о механизме генерирования кавитационных эффектов. Установлено, что предварительная обработка жидкости в ультразвуковом поле с целью ее дегазации в течение 15–20 мин обеспечивает значительное повышение воспроизводимости измерений, особенно для жидкостей с высоким газосодержанием. На основании сопоставления результатов синхронной регистрации сигналов датчика кавитации и фотоумножителя показано, что кавитационная область после включения ультразвука проходит четыре стадии развития, различающиеся динамикой изменения интенсивности звуколюминесценции и составом регистрируемых при этом спектров кавитационного шума. Сделан вывод о возможности идентификации стадий развития кавитационной области по спектрам кавитационного шума.
Alternative abstract: At present, the field of applications of powerful ultrasound is expanding intensively, and the improvement of equipment and technological processes continues. With that, the key factor in the effect of ultrasonic vibrations on processes in liquids and liquid-like media is cavitation, i.e. the phenomenon of formation, pulsation and collapse of gas microbubbles under the influence of variable pressure. The widespread introduction of promising ultrasound technologies is largely constrained by the fact that the patterns of cavitation generation are not well understood, and the data known in the literature are contradictory and are characterized by low reproducibility. This paper describes an innovative method for studying ultrasonic cavitation. In order to increase the reproducibility of the results and the reliability of the conclusions about the correlation of various cavitation effects, it is proposed to register simultaneously the parameters characterizing these effects. An installation designed to implement this method has been developed and tested. The installation provides the ability to register the full output signal of the hydrophone, the intensity of the glow generated in the cavitation region - sound luminescence, the cavitation noise spectrum and its individual components. Technical characteristics of the installation allow you to adjust the rate of development of the cavitation region by varying the duration and period of the ultrasound pulses. It is possible to conduct experiments both in low-frequency (LF) and high-frequency (HF) fields as well as in interacting HF and LF ultrasonic fields. During the testing of the installation, the results were obtained that are of considerable interest from the point of view of refining the ideas about the mechanism for generating cavitation effects. It was found that preliminary treatment of the liquid in an ultrasonic field with the aim of its degassing for 15–20 min provides a significant increase in the reproducibility of measurements, especially for liquids with a high gas content. Based on a comparison of the time dependences of the signals of the cavitation sensor and the photomultiplier output, the characteristic stages of the development of the cavitation region are distinguished, which differ in the dynamics of the development of the cavitation region and in the composition of the cavitation noise spectra recorded.
URI: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/39729
Appears in Collections:№ 18(4)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Kotukhov_Innovatsionniy.pdf927.7 kBAdobe PDFView/Open
Show full item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.