Влияние динамики кавитационных пузырьков в акустическом поле на механизм сонолюминесценции и звукохимических реакций

• Автор: Маргулис, Игорь Мильевич
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил

1. Введение

2. Литературный обзор

2.1. Основные виды кавитационных процессов

2.2. Уравнения динамики кавитационного пузырька

2.3. Теории физико-химического действия кавитации

2.3.1. Тепловые теории

2.3.2. Теория физико-химического действия кавитации вследствие удара кумулятивной струи о стенку пузырька

2.3.3. Ранние электрические теории

2.3.4. Теория локальной электризации кавитационных пузырьков (при их расщеплении)

2.4. Основные экспериментальные результаты и их

корреляция с тепловыми и электрическими теориями

2.5. Измерение излученной и поглощенной акустической
мощности в режиме кавитации
2.5.1. Различные способы измерения излученной и поглощенной акустической мощности
2.5.2. Сравнительный калориметрический метод
измерения поглощенной акустической мощности
2.6. Основные механизмы физико-химических превращений
в водной среде под действием кавитации
2.7. Зависимость скорости химических и физико-химических
процессов, вызываемых кавитацией, от интенсивности УЗ 42 Выводы из литературного обзора
Постановка задачи
3. Экспериментальная часть
3.1. Установка для измерения акустической мощности
усовершенствованным сравнительным калориметрическим методом
3.2. Установка для определения зависимости
акустической мощности от различных параметров системы «сосуд - волновод - жидкость»
3.3. Методика измерения концентрации ионов N02’ в воде
4. О взаимном влиянии радиальных и поступательных
пульсаций кавитационного пузырька
4.1. Вывод системы уравнений динамики кавитационного
пузырька с учетом его поступательного движения.
4.2. Взаимодействие кавитационного пузырька с акустическим полем
4.2.1. Пузырек в пучности давления стоячей волны
4.2.2. Пузырек в поле плоской бегущей синусоидальной волны
4.2.3. Зависимость параметров кавитационного пузырька от амплитуды звукового давления в бегущей волне
4.2.4. Пузырек в поле плоской стоячей синусоидальной волны
4.3. Взаимодействие кавитационного пузырька с твердой
стенкой или другим пузырьком во внешнем поле давления.
4.4. Движение пульсирующего пузырька в потоке жидкости,
который имеет постоянную скорость
4.5. Общая система уравнений динамики кавитационного
пузырька в кавитационном облаке
5. Теория локальной электризации кавитационных пузырьков
при деформации их поверхности (без расщепления)
5.1. Электрические явления при деформации поверхности
кавитационного пузырька в форме параболоида вращения
5.2. Электрические явления при деформации поверхности
кавитационного пузырька в форме гиперболоида вращения
6. Усовершенствованный сравнительный калориметрический метод измерения поглощенной и излученной акустической мощности
6.1. Описание метода
6.2. Экспериментальные результаты, полученные
с помощью усовершенствованного сравнительного калориметрического метода
6.2.1. Повторяемость измерений
6.2.2. Сравнение поглощенной и излученной акустической мощности.
6.2.3. Зависимость излученной и поглощенной акустической мощности от геометрических параметров системы
«сосуд - жидкость - излучатель» при развитой кавитации
6.3. Зависимость скорости звукохимической реакции
образования ионов нитрита от акустической мощности в режиме кавитации
Выводы
Литература
мм. Третий сосуд имеет форму параллелепипеда с квадратным сечением 90x90 мм и высотой 105 мм. Измерения проводились с дистиллированной водой при температуре 18-23 °С.
3.3. Методика измерения концентрации ионов Ж)2' в воде.
Измерение количества образовавшегося N02" проводится по следующей методике [92]. После выключения УЗ озвученную воду переливают в специальную колбу и центрифугируют (скорость вращения 3000 об.мин"1) в течение 15 мин для осаждения твердых частиц, которые могли образоваться в результате кавитационной эрозии поверхности волновода. Затем к обработанной воде добавляли в избытке усовершенствованный Маргулисом реактив Грисса [4,5]: для проведения реакции брали в равных объемах 0.1% а-нафтиламина + 1% сульфаниловой кислоты, разбавленные в 30% уксусной кислоте + 10% КВг. С помощью ФЭК измерялась оптическая плотность раствора, использовались кюветы с оптической длиной 5.034 и 5.033 см. В диапазоне оптических плотностей Б = 0 - 0.4, при которых проводились измерения, концентрация ионов определялась по формуле:
[Ш2‘] = 4.4-10'6 -И (моль.л1).