О Г Л А В Л Е Н И Е
ВВЕДЕНИЕ
4. ГИДРОСТАТИКА. ГИДРО-АЭРОДИНАМИКА.
4.1.1. Закон Архимеда.
4.1.2. Закон Паскаля.
4.2. Течение жидкости и газа.
4.2.1. Ламинарность и турбулентность.
4.2.2. Закон Беркулли.
4.2.3. Вязкость.
4.2.4. Вязкоэлектрический эффект.
4.3. Явление сверхтекучести.
4.3.1. Сверхтеплопроводность.
4.3.2. Термомеханический эффект.
4.3.3. Механокалорический эффект.
4.3.4. Перенос по пленке.
4.4.2. Скачок уплотнения.
4.4.3. Эффект Коанда.
4.4.4. Эффект воронки.
4.5. Эффект Магнуса.
4.6. Дросселирование жидкостей и газов.
4.6.1. Эффект Джоуля-Томсона.
4.7. Гидравлические удары.
4.7.1. Электрогидравлический удар.
4.7.2. Светогидравлический удар.
4.8. Кaвитация.
4.8.1. Гидродинамическая квитанция.
4.8.2. Акустическая квитанция.
4.8.3. Сонолюминесценция.
В В Е Д Е Н И Е
- - - - - - - -
Вы держите в руках "Указатель физических эффектов и
явлений". Это не справочник, потому что он включает в себя
лишь незначительную часть огромного колличества эффектов и
явлений изученного окружающего нас мира. Это и не учебник.
Он не научит Вас эффективному использованию физики при ре-
шении головоломных технических задач. Роль "Указателя" зак-
лючается в том, что он поможет вам увидеть и ощутить одну
из важнейших тенденций развития технических систем -переход
от исследования природы и практического воздействия на нее
на макроуровне к исследованию к исследованию ее на микроу-
ровне и связанный с этим переход от макротехнологии к мик-
ротехнологии.
Микротехнология основывается на совершенно иных прин-
ципах, чем технология,имеющая дело с макротелами. Микротех-
нология строится на основе применения к производству совре-
менных достижений химической физики, ядерной физики,
квантовой механики. Это новая ступень взаимодействия чело-
века и природы, а самое главное - это взаимодействие проис-
ходит на языке природы, на языке ее законов.
Человек, создавая свои первые технические системы, ис-
пользовал в них макромеханические свойства окружаещего вас
мира. Это не случайно, так как научное познание природы на-
чалось исторически именно с механических процессов на уров-
не вещества.
Вещество с его внешними формами и геометрическими па-
раметрами является обьектом, непосредственно данным *
человеку в ощущениях. Это тот уровень организации материи,
на котором она предстает перед человеком как явление, как
количество, как форма. Поэтому каждый технологический метод
воздействия соответствовал (и во многих современных техни-
ческих системах сейчас соответствует) простейшей форме дви-
жения материи - механической.
С развитием техники все методы воздействия совершенс-
твуются, но тем не менее, в их соотношении можно проследить
известные изменения. Механические методы в большинстве слу-
чаев заменяются более эффективными физическими и химически-
ми методами. В добывающей промышленности, например, вместо
механического дробления руды и подьема ее на поверхность,
получают распространение методы выщелачивания рудного тела
и получением раствора металла с последующим его выделением
химическим путем. В обрабатывающей промышленности микротех-
нологии приводит к революционным преобразованием: сложные
детали выращивают в виде монокристалов, внутренние свойства
вещества изменяют воздействием сильных электрических, маг-
нитных, оптических полей. в строительстве использование
фундаментальных свойств вещества позволяет отказываться от
сложных и дорогих механизмов. Например: только одно явление
термического расширения позволяет создавать неломающиеся
домкраты, строить арочные мосты в 5 раз быстрее (при этом
отпадает необходимость в опалубке и подьемных механизмов).
Прямо на месте строительства можно сделать несущую часть
арочного моста высотой до 20 метров, а делается это сказоч-
но просто: два стометровых металлических листа накладывают
друг на друга, между ними помещают асбестовую прокладку.
Нижний лист нагревают токами ВЧ до 700 градусов, соединяют
его с верхним, а при остывании этого "пирога" получают ар-
ку.
Чем объяснить эффективность микротехнологии? Здесь
трудно различить вещество, являющееся орудием воздействия,
и вещество, служащее преом труда. Здесь нет инструмента не-
посредственного воздействия, рабочего оружия или рабочей
части машины, как это имеет место при механических методах.
Функции орудия труда выполняют частицы веществ-молекул,
атомы-участвующих в процессе. Причем сам процесс легко уп-
равляем, коль скоро мы можем легко воздействовать опреде-
ленными полями на части, создавая соответствующие условия и
тогда не только не нужно, но часто и не возможното есть ав-
томатически и непрерывно. В это проявляется, говоря словами
Гегеля, "хитрость" научно-технической деятельности.
Переход от механических и макрофизических методов воз-
действия к микрофизическим позволяет значительно упростить
любой технологический процесс, добиться при этом большего
экономического эффекта, получить безотходные процессы, если
вещества и поля на входе одних процессов становятся вещест-
вами и полями на выходе других. Надо только помнить, что
безграничность возможностей научно-технической деятельности
может успешно реализося лишь при соблюдении границ возмож-
ного в самой природе, а уж природа ведет свои производства
на тончайшем атомном уровне бесшумно, безотходно и пол-
ностью автоматически.
"Указатель" покажет Вам на примерах эффективности ис-
пользования законов природы проектировании новой техники
может быть подскажет решение стоящей пред Вами технической
задачи. В него вошли многие физэффекты, которые еще ждут
своего применения и своего "применителя" (не Вы ли им буде-
те?).
Но составителя нового сборника будут считать свою за-
дачу выполненной лишь в том случае, если помещенная в него
информация станет для Вас тем "зародышем", с помощью кото-
рого Вы "вырастите" для себя (и поделитесь с другими) мно-
гогранный кристалл физических эффектов и явлений, раство-
ренных в безграничном мире. И чем больше будет этот
"кристалл", тем будет проще заметить закономерности его
строения. Это интересует нас, надеемся, заинтересует и Вас
и, тогда следующий "Указатель" сможет стать настоящим лоц-
маном в необъятномморе технических задач.
ОБНИНСК, 1979 г. Денисов С.
Ефимов В.
Зубарев В.
Кустов В.
Несколько соображений об Указателе физэффектов.
--------- ----------- -- --------- -----------
Чтобы уверенно решать сложные изобретательские задачи,
нужна, во-первых, программа выявления технических и физических
противоречий. Во-вторых, нужен информационный фонд, включающий
средства устранения противоречий: типовые приемы и физические
эффекты. Разумеется, есть еще и "в-третьих","в-четвертых" и т.
д. Но главное - программа и информационное обеспечение.
Вначале была просто программа - первые модификации АРИЗ.
Путем анализа патентных материалов постепенно удалось соста-
вить список типовых приемов и таблицу их применения. В число
типовых приемов попали и некоторые физические эффекты. В сущ-
ности, все приемы прямо или косвенно "физичны". Скажем, дроб-
ление; на микроуровне этот прием становится диссоциацией-ассо-
циацией, десорбцией-сорбцией и т.п. Но в типовых приемах
главное - комбинационные изменения. Физика либо проста (тепло-
вое расширение, например), либо скромно держится на втором
плане.
К 1967-68 г.г. стало ясно, что дальнейшее развитие инфор-
мационного обеспечения АРИЗ требует создания фонда физических
явлений и эффектов. В 1969 г. за эту работу взялся студент-фи-
зик В.Гутник, слушатель Молодежной изобретательской школы при
ЦК ЛКСМ Азербайджана (в начале 1970 г. школа стала и "при РС
ВОИР";в 1971 г. была преобразована в АзОИИТ - первый в стране
общественный институт изобретательского творчества). В 1970 г.
была организовна Общественная лаборатория методики изобрета-
тельства при ЦС ВОИР. В план ее работы было включено создание
"Указателя применения физэффектов при решении изобретательских
задач".
За два года В.Гутник проанализировал свыше 5.000 изобрете-
ний "с физическим уклоном" и отобрал из них примерно 500 наи-
более интересных; эта информация положила начало картотеке по
физэффектам. К 1971 г. появились первые наброски Указателя. Но
В.Гутник ушел в армию, работа прервалась. С 1971 г. разработку
"Указателя" начал вести физик Ю.Горин, слушатель, а затем пре-
подаватель АзОИИТ ныне кандидат наук. К 1973 г. Ю.Горин подго-
товил первый "Указатель". В него были включены свыше 100 эф-
фектов и явлений и примеры их изобретательского применения.
Полный текст "Указателя" (300 машинописных страниц) в 1973 г.
был передан в ЦК ВОИР, но не был издан. В том же 1973 г. уда-
лось подготовить сокращенный текст "Указателя" (108 стр.) и
отпечатать его на рататоре (баку,150 экз.). Позже этот текст
печатался в Брянске и других городах. Всего было отпечатано
около 1000 экз.
Практика применения этого - еще во многом периодичного
"Указателя" свидетельствует, что разделы, оживляющие забытые
знания, в общем работают удовлетворительно. Однако большая
часть физики относится к тому, что раньше было мало известно
или вобще не известно человеку, пользующемуся указателем. Из-
ложенные, слишком кратко, сведения о "новых" эффектах практи-
чески не работают. Да исамих эффектов в первом выпуске Указа-
теля было слишком мало. Далеко не ко всем эффектам удалось
подобрать характерные примеры их изобретательского применения.
Нуждались в корректировке и таблицы применения физэффектов.
Несмотря на появление нового Указателя, изобретательские
задачи и физика по-прежнему оставались "на разных берегах ре-
ки": Указатель еще не стал мостом между техникой и физикой.
Однако работа продолжалась.
С января 1977 г. эта работа была перенесена в ОБНИНСК и
велась коллективом. За год С.А.Денисов, В.Е.Ефимов, В.В.Зуба-
рев, В.П.Кустов подготовили вторую модификацию Указателя: ох-
вачено 400 эффектов и явлений, подобраны характерные примеры
их изобретательского применения, изложение стало более точным
и насыщенным. Успешной работе способствовало содействие препо-
давателей теории решения изобретательских задач из многих го-
родов: в ОБНИНСК все время поступала информация по физэффек-
там.
Нынешний Указатель - это справочник, который следовало бы
издать массовым тиражом. В сущности, это настольная книга
изобретателя (даже, если он не работает в АРИЗ).
Как использовать указатель?
Прежде всего, его надо внимательно прочитать. Точнее про-
работать: прочитать и без спешки просмотреть примеры, каждый
раз обдумывая - почему использован данный эффект, а не ка-
кой-то другой. Эту работу следует сделать вдумчиво, неторопли-
во, потратив на нее месяц-полтора и осваивая разделы указателя
небольшими дозами. По ряду разделов (особенно по магнетизму,
люминесценции, поляризованному свету) необходимо дополнительно
посмотреть учебники и специальную литературу.
Прорабатывая указатель, желательно по каждому разделу за-
давать себе упражнения: как использовать эти эффекты в моей
работе, какие новые применения этих эффектов я мог бы предло-
жить? Допустим на этот эффект наложено "табу", применять эф-
фект нельзя; каким другим эффектом можно воспользоваться? Мож-
но ли построить игрушку применив данный эффект? Можно ли
данный эффект использовать в космосе и что при этом изменить-
ся? и т.д. Особое внимание следует обращать на всякого рода
аномалии,отклонения,странности, а также на различные переход-
ные состояния вещества и условия, при которых эти преходы осу-
ществляются. Если проработав таким образом указатель вы не
пришли ни к одной новой идее, значит что-то неладно; скорее
всего,проработка была поверхностной.
Когда занятия идут на семинарах, курсах, в общественных
школах и т.п. Преподаватель может использовать упражнения та-
кого типа: "придумать новый и интересный физический эффект.
Как его можно использовать в технике? Что изменится в природе,
если такой эффект станет реальностью? Подобные упражнения - на
стыке физики и фантастики - особенно эффективны для развития
творческого мышления. Вообще указатель надо, прежде всего, ис-
пользовать до решения задач, регулярно углубляя знания и тре-
нируя мышление. Желательно, в частности, пополнять указатель,
наращивая сильные примеры и включая новые физэффекты.
При решении задач применение указателя более регламенти-
ровано: таблица применения физэффектов в АРИЗ-77 дает название
эффекта, который надо использовать для устранения физического
противоречия. По указателю можно получить сведения об этом эф-
фекте, а затем обратиться к литературе, рекомендованной указа-
телем.
Мост между изобретательскими задачами и физикой еще не
достроен. работа над указателем продолжается. в первом полуго-
дии 1978 г. Должны быть подготовлены два выпуска сводной кар-
тотеки дополнительно к нынешнему тексту указателю. Подготовка
таких выпусков должны идти регулярно: здесь по-прежнему нужна
помощь всех преподавателей. Предстоит также разработать табли-
цы превращения полей (какие эффекты переводят одно поле в дру-
гое?). Но центральная на ближайшие годы проблема - как замк-
нуть мост между изобретательством и физикой? Здесь наметилось
несколько подходов. Можно перевести физэффекты на вепольный
язык, дать каждому эффекту его вепольную формулу. Для этого
надо развить вепольный язык, зделать его богаче,гибче. Но
принципиальных трудностей здесь пока невидно.
Другая возможность состоит в том, чтобы построить систему
эффектов например, по анологии с системой приемов (прос-
тые,парные,сложные...) По структуре нынешний Указатель все еще
привязан к структуре обычных курсов физики. Система физических
эффектов, видимо, должна выглядеть иначе: эффекты собираются в
группы, каждая из которых будет включать эффект, обратный эф-
фект, би-эффект (пример: интерференция), плюс - минус эффект
(сочетание эффекта и обратного эффекта), эффект сильно сжатый
по времени, эффект сильно растянутый по времени и т.д.
Вероятно, возможны и другие подходы. Так или иначе очн-
видно, что нельзя дальше ограничиваться чисто механическими
наращиваниями в память ЭВМ. А дальше что? Каждый эффект, без-
различно - записан он на бумагу или хранится в памяти ЭВМ -
придется извлекать и пробовать его "вручную"... Положение Ука-
зателя должно идти своим чередом. Но уже нынешний Указатель -
вполне достаточный фундамент для построения теории применения
физэффектов при решении изобретательских задач.
В журнале " " за 1975 г. т.24.н11, стр.512-515 (журнал
ГДР, реферат - см. реферативный журнал "Физика иа. Общие воп-
росы физики", 1976,н4,стр.25) сообщается о создании информаци-
онного каталога физических явлений для разработки технологи-
ческих методов. Это близко к идее Указателя, хотя в Указателе
уклон не в технологию, а в преодоление противоречий при реше-
нии изобретательских задач. Каталог выполнен ввиде папок, ко-
торые могут пополняться. Это примерно то, что у нас было до
составления первой модификации Указателя - папки по эффектам.
Но немцы - да и кто угодно - без особого труда могут нас наг-
нать, достаточно засадить за работу несколько десятков физиков
- и из малой "кучи эффектов" будет сделана "большая куча". На-
ше преимущество - в подходе к проблеме. Мы понимаем, что дело
не в том, чтобы набрать "большую кучу" информации и засунуть
ее в ЭВМ, которая сама разберется - что к чему. Мы понимаем,
что везде, в том числе и в данной проблеме - надо искать обь-
ективные законы. Технические системы развиваются закономерно,
поэтому применение физики в изобретательстве тоже должно под-
чиняться определенным законам.
На выявление этих законов и нужно напрвить основные усилия.
1978, январь Г.Альтшуллер
Давление,производимое внешними силами на поверхность жид-
кости или газа,передается по всем направлениям без измене-
ний.Такая передача давления происходит вследствии возможности
молекул жидкости или газа свободно перемещаться относительно
друг друга.
Напомним, что это движение полностью хаотично, и, следо-
вательно, в отсутствии силы тяжести или в состоянии невесомос-
ти давление во всех точках жидкости согласно закону Паскаля
будет одинаковым.
Соответственно, поэтому и "не работает" закон Архимеда в
этих условиях. На основе закона Паскаля работают гидравличес-
кие прессы и под'емники, некоторые вакууметры различного рода
гидро- и пневмо- усилители.
4.2 Течение жидкости и газа.
4.2.1 ЛАМИНАРНОСТЬ И ТУРБУЛЕНТНОСТЬ.
Упорядоченное движение вязкой жидкости ( или газа ) без
междуслойного перемешивания называется ламинарным течением.
При увеличении скорости потока возникающие в жидкости ( или
газе ) случайные возмущения приводят к образованию хаотическо-
го турбулентного движения, при котором частицы жидкости ( или
газа ) совершают неустановившиеся беспорядочные движения по
сложным траекториям, в результате чего происходит интенсивное
перемешивание жидкости ( или газа ). При ламинарном течении
жидкости ( или газа ) передача импульса от слоя к слою проис-
ходит за счет молекулярного механизма ( вязкость ) , поэтому
скорость потока жидкости ( или газа ) в трубе плавно убывает
от центра трубы к стенкам. При турбулентном потоке скорость
почти постоянна по сечению трубы, резко убывая на самой грани-
це жидкости ( или газа ) со стенкой трубы.
А.С. N 508262 : Спосоп диспергирования нитевидных крис-
таллов путем перемешивания кристалической массы в вязкой жид-
кости, отличающийся тем, что с целью уменьшения процениа
поломки кристаллов и времени процесса, перемешивание ведут в
режиме ламинарного течения жидкости с вихрями Тейлора в коак-
сиальном зазоре гладкоствольного роторного аппарата.
А.С. N 523277 : Способ контроля шероховатости с помощью
сопла, самоустанавливающегося по контролируемой поверхности,
основанной на измерении давления жидкости при турбулентном ре-
жиме течения в зазоре между соплом и контролируемой поверх-
ностью, отличающийся тем, что с целью повышения чувствитель-
ности и точности контроля, сначала создают ламинарный режим
течения в зазаоре, а затем фиксируют положение сопла и увели-
чивают расход газа или жидкости до достижения турбулентного
режима течения.
4.2.2 ЗАКОН БЕРНУЛЛИ.
для ламинарного режима течения справедлив закон Бернулли,
согласно которому полное давление в установившемся потоке жид-
кости остается постоянным вдоль этого потока. Полное давление
состоит из весового, статического и динамического давления. Из
закона Бернулли следует, что при уменьшении сечения потока ,
из-за возрастания скорости, т.е. динамического давления, ста-
тическое давление падает. Закон Бернулли справедлив и для ла-
минарных потоков газа. Явление понижения давления при увеличе-
нии скорости потока лежит в основе работы различного рода
расходомеров, водо и пароструйных насосов. Отметим , что закон
Бернулли справедлив в чистом виде только для жидкостей, вяз-
кость которых равна нулю, т.е. таких жидкостей, которые не
прилипают к поверхности трубы. На самом деле экспериментально
установлено, что скорость жидкости на поверхности твердого те-
ла всегда в точности равна нулю. Именно поэтому на поверхнос-
тях , находящихся в потоке жидкости, всегда образуются ка-
кие-то наросты, осаждения; этим же об'ясняется и тот факт, что
на лопастях крутящегося вентилятора всегда появляется слой пы-
ли.
Патент США N 3811323 : в измерителе потока жидкости тур-
бинного типа отсутствие осевого давления на подшипники ротора
достигнуто увеличением эффективной площади сечения потока на
участке, что обеспечивает возникновение эффекта Бернулли, под
влиянием чего на ротор воздействует усилие на участке, распо-
ложенном относительно ротора выше по течению потока.
А.С. N 437846 : Способ определения производительности
центробежного вентилятора с осевым направляющим аппаратом по
перепаду статических давлений в двух сечениях, расположенных
до и после направляющего аппарата, отличающийся тем , что с
целью повышения точности измерения и обеспечения возможности
определения производительности при произвольном угле поворота
лопаток направляющего аппарата , последние устанавливают на
угол, равный нулю, и замеряют статическое давление в вентиля-
ционном канале перед направляющим аппаратом и позади него в
самом узком сечении выходного патрубка , затем лопатки уста-
навливают на заданный угол поворота и определяют статическое
давление в сечении перед направляющим аппаратом, после чего
производительность подсчитывают по зависимости, полученной на
основании уравнений Бернулли и неразрывности потока.
4.2.3 ВЯЗКОСТЬ
ВЯЗКОСТЬ- свойство жидкости и газов, характеризующее соп-
ротивление их течению под действием внешних сил. Вязкость
об'ясняется движением и взаимодействием молекул . В газах
расстояние между молекулами существенно больше радиуса дейс-
твия молекулярных сил, поэтому вязкость газа определяется
главным образом молекулярным движением . Между движущимися от-
носительно друг друга слоями газа происходит постоянный обмен
молекулами , обусловленный их непрерывным хаотическим (тепло-
вым) движением. Переход молекул из одного слоя в соседний,
движущийся с иной скоростью, приводит к переносу от слоя к
слою определенного количества движения. В результате медленные
слои ускоряются, а более быстрые замедляются.
В жидкостях , где расстояние между молекулами много мень-
ше , чем в газах, вязкость обусловлена в первую очередь межмо-
лекулярными взаимодействиями, ограничивающими подвижность мо-
лекул. В жидкости молекула может проникнуть в соседний слой
лишь при образовании в нем полости, достаточной для перескаки-
вания туда молекулы. На образование полости расходуется энер-
гия активизации вязкого течения. Энергия активации падает с
ростом температуры и понижением давления. По вязкости во мно-
гих случаях судят о готовности или качестве продукта, посколь-
ку вязкость тесно связана со структурой вещества и отражает
физико-химические изменения материала, которые происходят во
время технологических процессов.
4.2.4 ВЯЗКОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ.
Протекание полярной непроводящей жидкости между обкладка-
ми конденсатора сопровождается некоторым увеличением вязкости
мгновенно исчезающим при снятии поля. Это явление в чистых
жидкостях получило название ВЯЗКОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА.
Установлено, что эффект возникает только в поперечных по-
лях и отсутсвует в продольных. Вязкость полярных жидкостей
возрастает с увеличением напряженности поля в начале пропорци-
онально квадрату напряженности, а затем приближается к некото-
рому постоянному предельному значению ( ВЯЗКОСТИ НАСЫЩЕНИЯ ) ,
зависящему от проводимости жидкости. Увеличение про водимости
приводит к увеличению вязкости насыщения.
На эффект оказывает влияние частота поля. В начале с по-
вышением частоты вязкоэлектрический эффект увеличивается до
определенного предела, затем вырождается до нуля.
Увеличение вязкости под действием электрического поля
происходит за счет того, что в жидкости могут находиться или
возникать под действием поля свободные ионы. Они становятся
центрами ориентации полярных молекул, т.е. источниками заря-
женных групп, для которых в электрическом поле возможно движе-
ние типа электрофореза. Количество движения таким образом, пе-
реносится от слоя к слою поперек потока.
Другая возможность образования групп-ориентация полярных
молекул, имеющих постоянный дипольный момент. Молекулы следят
за электрическим полем, ориентируясь поперек потока : для пре-
одоления доплнительного сопротивления нужны затраты энергии.
4.3 ЯВЛЕНИЕ СВЕРХТЕКУЧЕСТИ.
Особыми вязкостными свойствами обладает жидкий гелий, ко-
торый при понижении температуры испытывает фазовый переход
второго рода, превращаясь в сверхтекучую модификацию гелия ---
Не II. Причем в Не II превращается не весь гелий, а только
часть, т.е. при температуре ниже - - перехода (Т=2.17 К) гелий
можно представить себе состоящим из двух компонент - нормаль-
ный, свойства которого аналогичны свойствам гелия до перехода
(Не I) и сверхтекучей , вязкость которой чрезвычайно мала (
меньше 1.0е-1 ).
Компоненты могут двигаться независимо друг от друга, при-
чем движение сверхтекучей компоненты не связано с переносом
тепла ( ее энтропия равна нулю).
Низкая вязкость гелия позволяет использовать его в ка-
честве смазки, например в подшипниках.
Свойство сверхтекучей компоненты легко проникать в малей-
шую щель делает Не II удобным для поиска течей: погружение в
Не II - самая строгая проверка герметичности.
Малая ширина перехода ( 1.0е- К ) позволяет использовать
его как опорную точку при измерении температуры.
4.3.1 СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ.
Благодаря встречному конвективному движению двух компо-
нент тепло-передача в Не II происходит без переноса массы, в
результате чего теплопроводность Не II чрезвычайно высока.
Проявляется это, например, в прекращении кипения после II- пе-
рехода - теплопроводность настолько высока, что пузырьки газа
образоваться не могут и испарение происходит с поверхности.
Благодаря сверхвысокой теплопроводности Не II может слу-
жить хорошим хладоагентом для охлаждения.
Для различных целей физики низких температур часто требу-
ются тепловые ключи - устройства, теплопроводность которых
можно менять по своему усмотрению. Одной из возможных реализа-
ций теплового ключа является трубка, наполненная гелием, кото-
рый мы, меняя давление можем переводить изсвехтекучего состоя-
ния в нормальное и обратно.
4.3.2 ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ.
Если нагреть Не II в одном из сосудов ,сообщающихся между
собой через тонкий капилляр или пористую перегородку, то в нем
за счет перехода в обычную понизится концентрация сверхтекучей
компоненты. Т.к. сверхтекучая компонента, стремясь к установ-
лению равновесия, будет по капилляру поступать из ненагретого
сосуда, а нормальная компонента из нагретого выходить не бу-
дет, уровень гелия в нагреваемом сосуде увеличится .
Этот эффект может быть использован для создания своеоб-
разных насосов Не II .
4.3.3 МЕХАНО-КАЛОРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ.
Если повысить давление в одном из сосудов , рассматривае-
мых в предыдущем пункте, заполненных Не , находящемся в
сверхтекучем состоянии, то сквозь капилляр будет протекать
только сверхтекучая компонента.
Сверхтекучая компонента теплоту из сосуда , из которого
она вытекает , не уносит, вследствие чего температура внутри
этого сосуда будет повышаться. Температура же сосуда , в кото-
рый притекает сверхтекучая компонента будет уменьшаться.
На основе этого эффекта П.Л.Капицей был построен охлади-
тель. Одна ступень охладителя давала перепад температур 0.4 К.
Достоинствами метода является то, что его холодопроизво-
дительность не уменьшается с понижением температуры.
Используя Не II ка холодильный агент возможно в принципе
приблизиться сколь угодно близко к температуре абсолютного ну-
ля.
4.3.4 ПЕРЕНОС ПО ПЛЕНКЕ.
Поверхность тела, соприкасающегося с Не II покрывается
пленкой сверхтекучего гелия, по которой может происходить пе-
ренос жидкости из оного сосуда в другой.
Так, например , пустой сткан, погруженный не до краев в
Не II через некоторое время заполнится гелием. Скорость пере-
носа от разности уровней жидкости не зависит , и определяется
только периметром стенок в самом узком месте соединения.
Поскольку тонкую пленку можно рассматривать как капилляр,
то при переносе гелия на пленке имеет место термохимический
эффект. Можно усилить эффект , увеличив периметр тела, соеди-
няющего два сосуда, например, вставив пучок проволок.
Эффект нашел применение для разделения изотопов гелия Не-
3 и Не-4. Не-3 не свехтекучий, и по пленке сосуда, содержащего
смесь изотопов удаляется сам собой только изотоп Не-4.
Движение пленки можно остановить , если поместить пленку
между обкладками конденсатора, на который подано напряжение с
частотой 40-50 Герц.
4.4.1 ЭФФЕКТ ТОМСА.
Сопротивление , оказываемое трубопроводом потоку жидкости
при ламинарном режиме течения меньше , чем при турбулентном.
В 1948 г. Б.Томс ( Англия ) установил, что при добавлении
в воду полимерной добавки трение между турбулентным потоком и
трубопроводом значительно снижается .
Сам Томс работал с полиметилметакрилатом, растворенным в
монохлорбензоле; в последующие годы ученые и изобретатели в
различных странах нашли много других присадок, работающих еще
более эффективно.
Практическое применение эффекта Томса весьма разнообразно
: по традиции "смазывают" различными присадками трубопроводы,
"смазывают" полимерами морские и речные суда, напорные колонны
глубоких скважин и т.д.
Эффект Томса обуславливается образованием на границе
твердое тело-жидкость молекулярных растворов, которые ограни-
чивают турбулентность потока. Установлено , что добавка поли-
меров более эффективно действует при высоких скоростях потока
, где развивающаяся турбулентность потока больше.
Патент США N 3435796 : В устройстве, уменьшающем сопро-
тивление подводного аппарата, используется слабый раствор по-
лимера, образующий в пограничном слое забортной воды при сме-
щении подогретой жидкой смеси либо гранулированного или
порошкообразного полимера с морской водой. Подогретая жидкая
смесь представляет собой дисперсию макромолекул полимера,
растворимую в морс при температуре окружающей среды, но не-
растворимую в воде температуре выше 70 градус Цельсия.Когда по-
догретая жидкая смесь попадает в холодную воду при соответс-
твующих условиях окружающей среды, микрочастицы набухают и
растворяются, образуя клейкую массу. В пограничном слое обте-
кающего потока они образуют молекулярный раствор макромолекул,
препятствуя турбулизации потока.
А.с. N 244032: Способ снижения потерь напора при переме-
щении жидкости по трубопроводу, отличающийся тем, что с целью
достижения жидкостью свойства псевдопластичности, в нее вводят
длинноцепочный полимер, например полиакриламид, в колличестве
0,01-0,2% по весу.
Снижение гидродинамического сопротивления может быть до
за счет образования под воздействием какого-либо поля из моле-
кул самой жидкости присадок, аналогичных по свойствам полимер-
ным молекулам.
А.с. N 364493: Способ снижения гидродинамического сопро-
тивления движению тел, например, судов, путем уменьшения сил
трения в пограничном слое, отличающийся тем, что с целью упро-
щения способа и повышения его эксплуатационной надежности пу-
тем исключения подачи в пограничные слои высокомолекулярных
составов, в пограничном слое создают электромагнитное поле,
генерирующее комплексы молекул.
Применение способа по п.1 для решения внутренней задачи,
например, для снижения сопротивления жидкости в трубопроводе.
4.4.2. С к а ч о к у п л о т н е н и я.
Что такое лобовое сопротивление при обтекании твердых тел
потоком жидкости или газа - общеизвестно. Однако, кроме лобо-
вого сопротивления, при обтекании возникает так называемое
волновое сопротивление, являющееся результатом затрат энергии
на образование акустических или ударных волн. В газе, напри-
мер, ударные волны возникают при образовании скачка уплотнения
у лобовой поверхности тела при обтекании его сверхзвуковым по-
током газа. При образовании скачка уплотнения резко увеличива-
ется плотность, температура, давление и скорость вещества по-
тока; в результате могут иметь место процессы диссоциации и
ионизации молекул, сопровождающиеся мощным световым излучени-
ем. Световое излучение может сильно разогреть как газ перед
фронтомволны, так и поверхность движущегося тела.
4.4.3. Э ф ф е к т К о а н д а.
Румынский ученый Генри Коанд в 1932 году установил, что
струя жидкости, вытекающая из сопла, стремится отклониться по
направлению к стенке и при определенных условиях прилипает к
ней. Это обьясняется тем, что боковая стенка препятствует сво-
бодному поступлению воздуха с одной стороны струи, создавая
вихрь в зоне и пониженоого давления. Аналогично и поведение
струи газа. На основе этого эффекта строится одна из ветвей
пневмоники (струйной автоматики).
4.4.4. Э ф ф е к т в о р о н к и.
Если уровень жидкости в сосуде с открытой поверхностью
понизится до определенного уровня при свободном сливе жидкости
че отверстие в нижней части сосуда, то на поверхности жидкости
об водоворот (т.е. вихревое движение воды), который на ред-
кость устойчив, и нарушить его трудно.
4.5. Э ф ф е к т М а г н у с а.
Если твердый цилиндр вращется вокруг продольной оси в на-
бегающем потоке жидкости или газа, то он увлекает во вращение
прилегающие к нему слои жидкости или газа; в результате окру-
жающая среда движется отнительно цилиндра не только поступа-
тельно, но еще и вращается вокруг него. В той зоне, где нап-
равление поступательного и вращательного движения совпадают,
результирующая скорость движения окружающей средыпревосходит
скорость потока. С противоположной стороны цилиндра поток,
возникающий из-за вращения, противодействует поступательному
потоку и результирующая скорость падает. А из закона Бернулли
известно, что в тех местах, где скорость больше, давление по-
нижено и наоборот. Поэтому с разных сторонна вращающийся ци-
линдр действуют разные силы. В итоге появляется результирующая
сила, которая всегда направлена перпендикулярно образующим ци-
линдра и потоку.
Естественно, что такая же сила возникает при движении
вращающейся сферы в вязкой жидкости или газе (вспомните круче-
ны футболе, тенисе волейболе). На основе эффекта Магнуса в
свое время был построен корабль с вращающимися цилиндрами
вместо парусов. Конечно, эти цилиндры работали в качестве дви-
гателя только при боковом ветре.
В эффекте Магнуса взаимосвязаны: направление и скорость
потока, направление и величина угловой скорости, направление и
величина возникающей силы. Соответственно можно измерять поток
и угловую скорость.
Патент США N 3587327: В устройстве для измерения угловой
скорости и индикации направления вращения газовая струя разде-
ляется на две струи, каждая из которых тангенциально касается
противоположных сторон диска неподвижно закрепленного на акси-
ально вращающемся валу. Вращение диска накладывается на струи
разность давлений, величина которых пропорциональна скорости
вращения вала. В зависимости от направления вращения вала на
ту или другую струю накладывается большее относительное давле-
ние.
А.с. N 514616: Способ разделения неоднородных жидких сред
на легкую тяжелую фракции, предусматривает общее воздействие
на поток разделяемой среды центробежного и гравитационного по-
лей отличающийся тем, что с целью повышения эффективности, по-
ток разделяемой среды при воздействии на него центробежного и
гравитационного полей перемещают ввиде ряда, например, парал-
лельных слоев с расстоянием между слоями, меньшими величины
диаметра частиц тяжелой фракции, и последовательно возрастаю-
щими при переходе от одного слоя к другому, скоростями обеспе-
чивающими градиент скорости, направленной перпендикулярно пе-
ремещению слоев жидкости и создающий вращение частиц тяжелой
фракции вокруг своей оси, и гидродинамическую подьемную силу,
например силу эффекта Магнуса.
4.6. Дросселирование жидкостей и газов.
Дросселирование - расширение жидкости, пара или газа при
прохождении через дроссель - местное гидродинамическое сопро-
тивление (сужение трубопровода, вентиль, кран и другие), соп-
ровождающиеся изменением температур. Дросселирование широко
применяется для измерения и регулирования расхода жидкостей
газов.
4.6.1. Э ф ф е к т Д ж о у л я - Т о м с о н а.
(Дроссельэффект) заключается в изменении температуры газа
при его адиабатическом (без теплообмена с окружающей средой)
дросселировании, т.е. протекании через пористую перегородку,
диафрагму или вентель. Эффект называется положительным, если
температура газа при адиабатическом дросселировании понижает-
ся, и отрицательным, если она повышается. Для каждого реально-
го газа существует точка инверсии - значение температуры при
которой измеряется знак эффекта. Для воздуха и многих других
газов точка инверсии лежит выше комнатной температуры и они
охлаждаются в процессе Джоуля-Томсона. Дросселирование - один
из основных процессов, применяемых в технике снижения газов и
получения сверхнизких температур.
А.с.257801: Способ определения термодинамических величин
газов, например, энтальции, путем термостатирования исходного
газа, дросселирования его с последующим измерением тепла, под-
веденного к газу, отличающийся тем, что с целью определения
термодинамических величин газов с отрицательным эффектом Джоу-
ля-Томсона, газ после дросселирования охлаждают до первона-
чальной температуры, затем нагревают до температуры после
дросселя с измерением подведенного к нему тепла и по известным
соотношениям определяют искомые величины.
4.7. Гидравлические удары.
Быстрое перекрытие трубопровода с движущейся жидкостью
вызывает резкое повышение давления, которое распределяет упру-
гой волны сжатия по трубопроводу против течения жидкости. Эта
волна несет с собой энергию, полученную за счет кинетической
энергии жидкости. Подход волны к какому-нибудь препятствию
(изгибу трубопровода, задвижке и т.д.) вызывает явление гид-
равлического удара. Ослабление гидравлического удара может
быть достигнуто или увеличением времени перекрытия, или же
включением каких-либо, демпферов поглощающих энергию волны.
Для увеличения силы удара целесообразно применять жидкости без
неоднородностей и мгновенные перекрытия. Обычно вслед за гид-
равлическим ударом следует удар кавитационный, возникающий из-
за понижения давления за фронтом ударной волны сжатия (о кави-
тации смотри раздел 4.8). Волны сжатия в жидкости возникают
также при различного рода врывных явлениях в движущейся или
покоящейся жидкости (глубинные бомбы).
Патент США N 3118417: Способ укрепления морского якоря
заключается в следующем. Подвижной якорь опускают в воду над
тем местом, где он должен быть поставлен. Поток воду через
расположенную над якорем колонну поступает в ограниченную по-
лость где давление меньше давления жидкости в колонне и в ок-
ружающей среде. Резко остановленный поток воды передает гид-
равлический удар на якорь, что обеспечивает введение
последнего в грунт.
А.с. N 269045: Способ повышения динамической устойчивости
энергосистемы при аварии на линии электропередач путем сниже-
ния мощности гидротурбины, отличающийся тем, что с целью
уменьшения напора перед гидротурбиной создают отрица гидравли-
ческий удар путем отвода части потока, например в резервуаре.
А.с. N 348806: Способ размерной электрохимической обра-
ботки с регулированием рабочего зазора путем переодического
соприкосновения электродов с последующим отводом электрода -
инструмента на заданную величину, отличающийся тем, что для
отвоинструмента используют силу гидравлического удара, возни-
кающего в электролите, подаваемом в рабочий зазор.
4.7.1. Электро - гидравлический удар.
Волну сжатия в жидкости можно вызвать также мощным им-
пульсным электрическим разрядом между электродами, помещенными
в жидкость (электрогидравлический эффект Юткина). Чем круче
фронт электрического импульса, чем менее сжатая жидкость, тем
выше давление в ударе и тем "бризантнее" электрогидравлический
. Электрогидравлический удар применяется при холодной обработ-
ке металлов, приразрушении горных пород, для диамульсации жид-
костей, интенсификации химических реакций и т.д.
Патент США N 3566447: Формирование пластических тел при
помощи гидравлического удара высокой энергии. Патентуется гид-
раввлическая система в которой столб жидкости, находящийся в
баке гидропушки, напрвляется на заготовку. Для проведения жид-
кости в движение в указанном столбе жидкости производят элект-
рический разряд, в результате чего генерируется направленная
на заготовку волна, которая в сочетании с собственным высоким
давлением жидкости осуществляет деформацию заготовки. Скорость
струи напрвляемой на заготовку, составляет от 100 до 10000
м/с.
В США эффект Юткина применяют для очистки электродов от
налипшего на них при электролизе металлов, а в Польше - для
упрочения стальных колец турбогенераторов. При этом стоимость
операций, как правило, снижается.
А.с. N 117562: Способ получения коллоидов металлов и уст-
ройство для осуществления при применении высокого напряжения
за счет электрогидравлического удара между микрочастицами ма-
териала, диспергированного в жидкости.
Ударная волна возникающая в воде при быстром испарении
металлических стержней электрическим током (см. ниже А.с. N
129945) вполне пригодна для разрушения валунов и других креп-
ких материалов, для разбивки бетонных фундаментов, зачистки
окальных оснований гидротехнических сооружений и других работ
связанных с разрушением. Приведенные примеры иллюстрируют при-
менение эффекта. Ниже даны примеры того, каким способом можно
получить или усилить электрогидравлический удар.
В японском патенте N 13120 (1965) описан способ электро-
гидравлической формовки ртутно-серебрянными электродами. При
парименении таких электродов сила ударной волны в воде возрас-
тает, так как к давлению плотной плазмы, образующейся в канале
разряда прибавляется давление паров ртути. Применение этого
способа позволяет заметно уменьшить емкость конденсаторной ба-
тареи.
А.с. N 119074: Устройство для получения свервысоких гид-
равлических давлений предназначенное для осуществления способа
по А.с. N 105011, выполненное ввиде цилиндрической камеры, со-
общенной одним концом с трубопроводом, подающим жидкость, а
другим - с ресивером, отличающееся тем, что с целью создания
электрогидравлических степеней сжатия применены искровые про-
межутки, располагаемы по длине камеры на определенном расстоя-
нии друг от друга.
А.с. N 129945: Способ получения высоких и сверхвысоких
давлений для создания электрогидравлических ударов, отличаю-
щийся тем, что высокие и сверхвысокие давления в жидкости по-
лучают путем испарения в ней действием эмульсного заряда то-
копроводящих элементов в виде проволоки, ленты или трубки,
замыкающих электроды.
4.7.2. С в е т о г и д р а в л и ч е с к и й удар.
Советские физики (А.М.Прохоров, Г.А.Аскарьян и Г.П.Шапи-
ро) установили, что мощные гидравлические волны можно получить
используя луч квантового генератора (открытие N65). Если луч
мощного квантового генератора пропустить через жидкость, то
вся энергия луча поглотится в жидкости, приводя к образованию
ударных волн с давлением, доходящим до миллиона атмосфер. Это
открытие находит, кроме обычных областей применения гидравли-
ческих ударов, очень широкое применение микроэлектронике, для
условий особо чистых поверхностей, для обработки таких матери-
алов и изделий, которые исключают пр электродов и т.д. Исполь-
зуя светогидравлический эффект, можно издалека, дистанционно,
возбуждать в жидкости гидравлические импульсы с помощью луча
света (см. также 17.7).
4.8. K а в и т а ц и я.
Кавитацией называется образование разрывов сплошности
жидкости в результате местного понижения давления. Если пони-
жение давления происходит вследствии возникновения больших
местных скоростей в потоке движущейся капельной жидкости, то
кавитация называется гидродинамической, а если вследствие про-
хождения в жидкости акустических волн, то акустической.
4.8.1. Гидродинамическая кавитация
Возникает в тех участках потока, где давление понижается
до некоторого критического значения. Присутствующие в жидкости
пузырьки газа или пара, двигаясь с потоком жидкости и попадая
в облать давления меньше критического, приобретает способность
к неограниченному росту. После перехода в зону пониженного
давления рост прекращается и пузырьки начинают уменьшаться.
Если пузырьки содержат достаточно много газа, то при достиже-
нии ими минимального радиуса, они восстанавливаются и соверша-
ют несколько циклов затухающих колебаний, а если мало, то пу-
зырек схлопывается полностью в первом цикле.
Таким образом, вблизи обтекаемого тела создается
кавитационная зона, заполненная движущимися пузырьками. Сокра-
щение кавитационного пузырька происходит с большой скоростью и
сопровождается звуковым импульсом, тем более сильным, чем
меньше газа содержит пузырек. Если степень развития кавитации
такова, что возникает и захлопывается множество пузырьков, то
явление сопровождается сильным шумом со сплошным спетром от
несколько сотен герц до сотен кгц. Спектр расширяется в об-
ласть низких частот по мере увеличения максимального радиуса
пузырьков.
Если бы жидкость была идиально однороной, а поверхность
твердого тела, с которым она граничит идеально смачисваемой,
то разрыв происходил бы при давлении более низком, чем давле-
ние насыщенного паражидкости, при котором жидкость становится
нестабильной. Теоретическая прочность воды на разрыв равна
1500 кг/см. реальные жидкости менее прочны. Максимальная проч-
ность на разрыв тщательно очищенной воды, достигнутая при рас-
тяжении воды при 10 град. составляет 260 кг/см. Обычно же раз-
рыв наступает при давлениях, насыщенного пара. низкая
прочность реальных жидкостей связана с наличием в них так на-
зываемых кавитационных зародышей - плохо смачиваемых участков
твердого тела, твердых частиц, частиц, заполненных газом мик-
роскопических газовы предохраняемых от растворения мономолеку-
лярными органическими оболочками, ионных образований, возника-
ющих под действием космических лучей.
Увеличение скорости потока после начала кавитаци влечет
за собой быстрое возрастание числа развивающихся пузырьков,
вслед за чем происходит их обьединение в общую кавитациверну и
течение переходит в струйное.
Для плохо обтекаемых тел, обладающих острыми кромками,
формирование струйного вида кавитации происходит очень быстро.
наличие кавитации неблагоприятно сказывается на работе гидрав-
лических машин, турбин, насосов, судовых гребных винтов и зас-
тавляет принимать меры к избежанию кавитации. Если это оказы-
вается невозможным, то в некоторых случаях полезно усилить
развитие кавитации, создать так называемый режим "суеркавита-
ции", отличающийся струйным характером обтекания и применив
специальное профилирование лопастей, обеспечить благоприятные
условия работы механизмов. Замыкание кавитационных пузырьков
вблизи поверхности обтекаемого тела часто приводит к разруше-
нию поверхности,- так называемой кавитационной эрозии. Чтобы
избежать захлопывание кавитационных пузырьков, надо подать в
область пониженного давления какой-нибудь газ, например воз-
дух.
Так сделали специалисты Гидропроекта. Они построили на
водосбросе Нурекской плотины в области максимальной кавитации
искуственный трамплин, создав тем самым большую зону понижен-
ного давления, которую соединили с атмосферой. Теперь кавита-
ция засасывала воздух из атмосферы и сама себя разрушила.
Очень часто используют происходящие при кавитации разруше-
ния для ускорения различных технологических процессов.
А.с. N 443663: Способ приготовления грубых кормов, включаю-
щий обработку их раствором щелочи, отличающийся тем, что с
целью размягчения и ускорения влагонасыщения корма, обработку
его осуществляют в кавитационном режиме.
4.8.2. Акустическая кавитация.
Это образование и захлопывание полостей и жидкости под воз-
действием звука. Полости образуются в результате разрыва жид-
кости во время полупериодов сжатия. Полости заполнены в основ-
ном насыщенным паром данной жидкости, поэтому процесс иногда
называется паровой кавитацией в отличие от газовой кавитаци-
иинтенсивных нелинейных колебаний газовых (обычно воздушных)
пузырьков в звуковом поле, существовавших в жидкости до вклю-
чения звука. Если газовая кавитация может протекать с большей
или меньшей интенсивностью при любых значениях амплитуды дав-
ления звуковой волны, то паровая лишь при достижении некоторо-
го критического значения амплитуды давления, так называемого
кавитационного порога. Величина этого порога - от давленияна-
сыщенного пара жидкости до нескольких десятков и даже сотен
атмосфер (в зависимости от содержания в жидкости зародышей).
Эксперементально установлено, что величина порога завист от
многих факторов. Порог повышается с ростом гидростатического
давления, после обжатия жидкости высоким (порядка 1000 атм.)
статистическим давлением,при обезгаживании и охлаждении жид-
кости, с ростом частоты звука и с уменьшением продолжительнос-
ти озвучивания. Порог выше для бегущей, чем для стоячей воды.
При захлопывании сферической полости давление в ней резко
возрастает, как при взрыве, что приводит к излучению импульса
сжатия. Давление при захлопывании особенно велико при кавита-
ции на низких частотах в обезгаженной жидкости с малым давлен
насыщенного пара. Если увеличить содержание газа в жидкости,
то диффузия газа в полости усилится, захлопывание полостей
станет неполным и подьем давления при захлопывании - неболь-
шим. При содержании газа в жидкости выше 50% от насыщения воз-
никает кавитационное обезгаживание жидкости - образование и
всплывание газовых пузырьков и вырождение паровой кавитации в
газовую. Если образовавшиеся паровые пузырьки колеблются вбли-
зи границы с твердым телом, около них возникают интенсивные
микропотоки. Появление кавитации ограничивает дальнейшее повы-
шение интенсивности звука, излучаемого в жидкости, что влечет
за собой снижение нагрузки на излучатель.
Акустическая кавитация вызывает ряд эффектов. часть из них,
например, разрушение и диспергирование твердых тел, эмульгиро-
вание жидкостей, очистка - обязаны своим происхождением ударам
при захлопывании полостей и микропотокам вблизи пузырьков.
Другие эффекты (например, вызывает и ускоряет химические реак-
ции) связаны с ионизацией при образовании полостей. Благодаря
этим эффектам акустическая кавитация находит все более широкое
применение для создания новых и совершенствования известных
технологических процессов. Большинство практических применений
ультразвука основано на эффекте кавитации.
В А.с. 200981 описывается установка, использующая в своей
работе явление кавитации. Назначение установки - снятие зау-
сенцев с деталей самой различной формы. Деталь помещается в
жидкость под высоким давлением, насыщенную мельчайшими абра-
зивными частицами. При возбуждении в жидкости интенсивной
акустической кавитации заусеницы отделяются от деталей; вдоба-
вок деталь очищается от стружки и масла не только на открытых
поверхностях, но и глубоких отверстиях.
А.с. 285394: Способ создания кавитации в жидкости путем
возбуждения непрерывных колебаний звуковой или ультразвуковой
частоты, отличающийся тем, что с целью поваышения эрозионной
активности жидкости возбуждают в полупериод сжатия дополни-
тельный пиковый импульс сжатия, соответствующий по времени
концу фазы расширения или началу фазы захлопывания кавитацион-
ных полостей.
А.с. 409569: Способ детектирования радиоактивных излучений
по их воздействию на протекание акустической кавитации в жид-
котях, отличающийся тем, что с целью увеличения надежности де-
тектирования, в кавитирующее акустическое поле помещают
тест-образец, определяют степень его эрозии, по изменению ко-
торой судят об интенсивности радиоактивного излучения.
А.с. 446757: Способ получения теплофизической метки, напри-
мер, для измерения расхода путем воздействия излучением на ис-
следуемый поток, отличающийся тем, что с целью расширения диа-
пазона измеряемых сред, воздействуют на контролируемый поток
ультразвуковым полем с интенсивностью выше порога кавитации,
фокусируют звуковые волны в локальную область, создают крат-
ковременный процесс кавитации и получают теплофизическую неод-
нородность за счет продуктов кавитации.
4.8.3. Сонолюминисценция.
В момент захлопывания кавитационного пузырька наблюдается
его слабое свечение, причиной этого явления является нагрева-
ние газа в пузырьке, обусловленное высокими давлениями при его
схлопывании. Вспышка может длиться от 1/20 до 1/1000 сек. Ин-
тенсивность света зависит от колличесва газа в пузырьке: если
газ в пузыорьке отсутствует, то свечение не возникает. Свето-
вое излучения пузырька очень слабо и становится видимым при
усилении или в полной темноте.
Л И Т Е Р А Т У Р А
К 4.1. М.И.Шлионис, Магнитные жидкости. УФН. 1974, т.112.
авп. 3, стр.427
Н.З.Френкель, Гидравлика, М.-Л, 1956.
М.Д.Чертоусов, Гидравлика, М., 1957.
К 4.2. З.П.Шульман и др., Электрореологический эффект, Минск,
"Наука и техника", 1972.
К 4.3. И.М.Холостников, Теория сверхтекучести,
М., "Наука", 1977.
А.Роуз, Техника низкотемпературного эксперимента, М.,
"Мир", 1966.
К 4.4. Л.Лодж, Эластические жидкости, М., "Наука", 1969.
Физика ударных волн и высокотемпературных явлений,
М., 1963.
В.Н.Дмитриев, Основы пневмоавтоматики,
М., "Машиностроение", 1973.
Ю.Иванов, Была ли дырка в ванне Архимеда?
"Техника молодежи", 1972, стр.40.
А.Альтшуль и др., Визревые воронки, "Наука и жизнь",
1968, N'7.
К 4.6. М.П.Малков, Справочник по физико-химическим основам
глубокого охлаждения, М.-Л., 1963.
К 4.7. Н.Е.Жуковский, "О гидравлическом ударе в водопроводных
кранах", М.-Л., 1949.
М.А.Мостков и др., "Расчеты гидравлического удара",
М.-Л., 1952.
Г.В.Аронович и др.,"Гидравлический удар и уравнительные
резервуары", М., "Наука", 1968.
Л.А.Юткин, "Электрогидравлический эффект", М.,
"Машгиз", 1955.
К 4.8. Л.Родзинский, "Кавитация против кавитации", "Знание -
сила", N'6, 1977, с.4.
Н.А.Рой, Возникновение и протекание ультразвуковой
кавитации, Акустический журнал, 1957, вып.I.
И.Пирсол, "Кавитация", М., "Мир", 1975.