Кавитация
Давно было замечено, что гребные винты морских судов быстро изнашиваются
при увеличении их частоты вращения. Поверхность отполированного, нержавеющего
винта покрывается мелкими щербинками. В конце концов гидродинамические
свойства винта, способность его приводить судно в движение, ухудшаются,
разрушаются лопасти гидротурбин.
Причину этих бед удалось установить, когда обнаружили, что деформируется
поверхность электродов, нанесенных на кварцевый пьезоэлектрик, если он
излучает мощные ультразвуковые колебания.
При работе гребного вала и лопастей гидротурбины в жидкости создаются
мощные упругие колебания ультразвуковой частоты. Жидкость легко выдерживает
сжатие, но в момент разрежения она "рвется": в ней образуется большое количество
мелких пузырьков. При следующем сжатии пузырьки захлопываются. В месте
захлопывания пузырька происходит как бы микровзрыв, и, если захлопывание
случается вблизи поверхности твердого тела, поверхность разрушается. Это
явление получило название кавитации. Разрушая лопасти винтов и турбин,
кавитация приносит вред. Но кавитация является и основой большинства практических
применений ультразвука, ее используют при обработке твердых хрупких материалов
- стекла, фарфора, драгоценных камней, сверхтвердых сплавов. С ее помощью
можно чистить очень загрязненные или заржавленные металлические детали.
Очистка происходит мгновенно.
Итак, вы познакомились с наукой о звуке - акустикой - одной из древнейших
наук. Сейчас акустика - сложная современная наука, тесно связанная с многими
областями науки и техники.
|