1. Механические эффекты Силы инерции



страница8/21
Дата22.06.2019
Размер3.17 Mb.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   21

характеристик системы.
А.с. 175 265: Резонасный датчик уровня сжижения газов,

содержащий колебательный контур, выполненный ввиде стержней с

укрепленными токопроводящими элементами, отличающийся тем, что

с целью повышения точности измерения, стержни настроены на

различные резонансные частоты и расположены относительно друг

друга на расстоянии, позволяющем образовать электрическую ем-

кость, достаточную для возбуждения одного из стержней.
А.с. 271 051: Способ измерения массы вещества в резервуа-

ре, например, жидкого, отличающийся тем, что с целью повышения

точности и надежности измерения возбуждают механические резо-

нансные колебания системы резервуар - вещество, измеряют их

частоту, по величине которой судят о массе вещества.

А.с. 275 514: Способ определения химической стойкости по-

ристого материала к воздействию агреесивных сред, отличающийся

тем, что с целью повышения точности определения, образец под-

вергают воздействию механических колебаний, замеряют резонанс-

ную частоту его собственных колебаний, затем помещают в агрес-

сивную средуи выдерживают необходимое время, зависящее от

материала образца, после чего извлекают, промывают, сушат,

снова подвергают воздействию механических колебаний с замером

резонансной частоты собственных колебаний, и, по изменению уп-

ругих свойств, например, модуля упругости, вычисленного на ос-

новании замеренных величин резонансной частоты собственных ко-

лебаний образца, определяют его химическую стойкость.
А.с. 509 798: Способ испытания конструкций без разрушения

материалов, заключающийся в том, что в элементе конструкции

возбуждают колебания на его собственной частоте и увеличивают

эту частоту при определении усилий, отличающийся тем, что с

целью повышения точности, длину колеблющейся части элемента

ограничивают положением дополнительных механических связей,

после чего измеряют собственную частоту элемента под этой наг-

рузкой, и, сравнивая эти частоты, судят о величине начальных

усилий.
А.с. 519 239: Способ обнаружения налипания металлов в ка-

либрах валков чистовой клети при прокатке, например, арматур-

ной стали, включающей измерения амплитудно частотных характе-

ристик процесса и сравнения их с эталонными, отличающийся тем,

что с целью упрощения и повышения надености способа, контроли-

руют колебания раската в вертикальной плоскости на выходе из

чистовой клети, из сп выделяют составляющую колебаний полосы с

частотой вращения валка и судят о налипании металла по

трех-четырех кратному увеличению амплитуды выделенной состав-

ляющей колебаний.

5.1.4. А в т о к о л е б а н и я - незатухающие колеба-

ния, которые осуществляются в неконсервативной системе при от-

сутствии переменного внешнего воздействия /за счет внутреннего

источника энергии/, причем амплитуда и период этих колебаний

определяются свойствамисамой системы. Классический пример ав-

токолебательной системы - маятниковые часы. Как правило, авто-

колебательные системы склонны к самовозбуждению.
А.с. 267 993: Способ определения сроков схватываниябетонн

по изменению колебаний натянутой струны, помещенной в исследу-

емую смесь, отличающийся тем, что с целью автоматизации про-

цесса определения возбуждают в струне электромагнитные колеба-

ния и измеряют интервал времени от момента затвердения смеси

до момента самовозбуждения струны.


А.с. 279 214: Способ измерения ускорения путем определе-

ния изменения анодного тока в газоразрядной трубке с плазмен-

ным шнуром, отличающийся тем, что с целью получения частотного

выходного сигнала, в газоразрядной трубке создают неоднороное

электрическое поле, вызывающее изменение частоты автоколебаний

плазменного шнура при его смещении под действием ускорения от-

носительно электродов, и по частоте колебаний судят о контро-

лируемой величине.

5.2. Акустика.
Одним из широко известных колебательных движений является

звук - продольные колебания частичек среды, в которых расп-

ространяется звуковая волна.

Акустические /звуковые/ колебания, как и механические ко-

лебания, часто используют для интенсификации различных техно-

логических процессов.


А.с. 442 287: Способ разработки газогидратной залежием

превращения газа из твердого /газогидратного/ состояния в га-

зообразное в пласте, отличающийся тем, что с целью повышения

эффективности разработки залежи, пласт подвергают воздействию

упрцгих колебаний звукового диапозона.
А.с. 500 817: Способ очистки изделий в жидкости, напри-

мер, материалов типа лент, при котором на изделие воздействуют

движущимися относительно его механичекими очистными средства-

ми, преимущественно щетками и акустическим полем, отличающийся

тем, что с целью интенсификации процесса очистки и снижения

его энергоемкости акустическое и механическое воздействие на

изделие совмещают, для чего механические средства очистки рас-

полагают в акустическом поле.


А.с. 553 419: Способ чистки термочувствительных материа-

лов, например микробных препаратов, путем их предварительного

нагрева во взвешенном состоянии, отлежки и последующего охлаж-

дения, отличающийся тем, что с целью интенсификации и повыше-

ния качества сушки, охлаждение материала ведут в среде псевдо-

ожиженного сорбента под воздействиемзвукового поля.


А.с. 553 791: Способ сепарации взвешенных частиц путем

воздействия на них акустическими колебаниями, отличающийся

тем, что с целью сепарации частиц размерами меньше 0,5 мкм и

разделения частиц одинаковых размеров различной плотности,

акустические колебания генерируют в виде импульсов с периодом,

меньшим времени релаксации сепарируемой частицы и длитель-

ностью возрастающей от 0,1 до 1 времени периода следования им-

пульсов.
Акустические колебания различной частоты по разному воз-

действуют на животных.

На основе этого в США /патент N 557 889 / разработаны ус-

тройство и способ, предназначенные для разгона животных. С

этой целью мозг животных подвергается действию раздражающих

колебаний со спектром, лежащим в звуковом диапозоне частот,

представляющий собой совокупность многочисленных колебаний,

успокаивающих мозг животных. Раздражающие колебания действуют

на мозг животного одновременно с успокаивающими колебан при

этом осуществляется модуляция раздражающих колебаний успокаи-

вающими.
Характер звуковых колебаний зависит от свойства источника

звука, поэтому, измеряя различные характеристики звуковых ко-

лебаний, можно установить характеристики источника звука.


А.с. 257 084: Способ определения рассовой принадлежности

пчел, отличающийся тем, что с целью определения рассы на живых

пчелах, сокращение затрат времени и труда и получение более

точных данных, рассовую принадлежность определяют по спект-

ральной характеристике издаваемых пчелами звуков, которую

сравнивают со стандартными спекторами, полученными на пчелах

заведомо чистых расс.
А зная характеристики звуковой волны, можно по ее измене-

нию при прохождении различных сред установить параметры среды.


В США разработан автоматический прибор, сортирующий при

помощи звука яблоки, так как установлено, что зрелые, незрелые

и перезрелые яблоки оказывают различное сопротивление проходя-

щим сквозь них звуковым волнам разных частот.


Звук распространяется в воздухе с определнной скоростью.

Если в какой-то определнной системе координат возникает звуко-

вой импульс, то по времени прохождения его к осям координат,

которое может быть зафиксировано приемниками звука, можно оп-

ределить координаты источника звука. Такой путь и избрали в

институте Кибернетики АН БССР.


При использовании ЭВМ в качестве автоматического проекти-

ровщика необходимо вводить в нее графическую информацию. С

этой целью графическая информация предоставляется ввиде набора

различных кривых, координаты которых вводятся с помощью миниа-

торной искры, возникающей при соприкосновении специального

звукового карандаша (Электроакустического преобразователя) с

любой из точек чертежа, звук который достигает системы коорди-

натных микрофонов, расположенных по краям чертежа. Одна систе-

ма выдает координату по Х, другая по У.
5.2.1. При подходе к приграде акустические волны отража-

ются (эхо). Поэтому, если в закрытом помещении включить и

сразу выключить источник звука, то возникает явление р е в е р

б е р а ц и и т.е. послезвучание,обусловленное приходом в оп-

ределенную точку запоздавших отраженных или рассеянных звуко-

вых волн.

Измеряя время реверберации (время в течении которого ин-

тенсивность звука уменьшается в 1000000 раз) можно определить

обьем свободного помещения.
А.с. 346 588: Акустический способ определения количества

вещества в замкнутом сосуде, отличающийся тем, что с целью уп-

рощения, в свободном пространстве сосуда создают акустический

импульс и измеряют время реверберации, по которому судят о ко-

личестве вещества.

5.3. У л ь т р а з в у к.


Ультразвук - продольные колебания в газах, жидкостях и

твердых телах в диапозоне частота 20.10 в третьей степени Гц.

Применение ультразвука связано в основном с двумя его харак-

терными особенностями: лучевым распространением и большой

плотностью энергии.

Из-за малой длины волны распространение ультразвуковых

волн с сопровождающими эффектами:
отражением
Патент США 3554 030: Расписан расходомер, используемый

для измерения и регистрации величины обьемного расхода крови.

Измерения производятся при помощи ультразвукового преобразова-

теля, который применяется как для излучения, так и приема уль-

тразвуковых волн. Отраженные сигналы, принимаемые преобразова-

телем позволяют определить размер поперечного сечения

кровеносного сосуда, а также скорость движения крови в сосуде.

Измеренные параметры дают возможность получить расчетным путем

величину обьемного расхода крови.
фокусировкой
А.с. 183 574: Способ газовой сварки и резки, заключающий-

ся в использовании тепла пламени горючей смеси, отличающийся

тем,что с целью повышения производительности процесса, в газо-

вую горючую смесь вводят ультразвуковые колебания, фокусируе-

мые в зоне сварного шва или реза.
образование теней (ультразвуковая дефектоскопия);

Большая частота ультразвука позволяет сравнительно легко

создавать ультразвуковые пучки с большой плотностью энергии,

рапространение которых в жидких и твердых телах сопровождается

рядом эффектов, часто приводящих к необратимым явлениям. Эти

эффекты - радиационное давление (избыточное давление испытуе-

мое препятствием вследствии воздействия на него ультразвуковой

волны и определяемое импульсом, передаваемом волной в единицу

времени единице поверхности препятствия), акустическая кавита-

ция (см. раздел 4.8) и акустические потоки, носящие вихревой

характер и возникающие в свободном неоднородном поле и вблизи

препятствий, находящихся в ультразвуковом поле.


5.3. Пластическая деформация и упрочнение.
Воздействие ультразвука на процесс пластической деформа-

ции обусловлено влиянием его на контактные условия, свойства и

структуру деформируемого металла. В этом случае возможны два

нелинейных эффекта: "акустическое разупрочнение" и "акустичес-

кое упрочнение". Первый наблюдается в процессе воздействия ин-

тенсивным ультразвуком и заключается в уменьшении статического

напряжения, необходимого для осуществления пластической дефор-

мации. Акустическое упрочение металлов достигается после воз-

действия ультразвуковых волн достаточно высокой интенсивности.

Акустическое разупрочнение является результатом активации дис-

локаций, происходящей в результате поглощения акустической

энергии в местах дефектов кристаллической решетки и других

структурных несовершенств. Благодаря этому за малое время про-

исходит локальный нагрев вокруг этих источников поглощения,

снятие напряжений, разблокировка дислокаций, увеличение их

подвижности, что обеспечивает более интенсивный ход платичес-

кой деформации.
А.с. 436 750: Способ разбортовки полых изделий из пласти-

ческих масс путем двустороннего обжатия роликами стенки изде-

лия при его вращении, отличающийся тем, что с целью повышения

производительности процесса, область контакта стенки изделия с

роликами подвергают воздействию ультразвуковых колебаний.
А.с. 536 874: Способ профилирования материала типа прут-

кового путем наложения на заготовку ультразвуковых колебаний в

ее пластической деформации, отличающийся тем, что с целью по-

лучения на заготовках периодического профиля синусоидального

характера, заготовку предварительно подвергают воз ультразву-

ковых колебаний так, чтобы расположение пучностей и узлов уль-

тразвуковой волны соответствовало выступам и впадинам заданно-

го периодического профиля, после чего осуществляют процесс

пластического деформирования заготовки в осевом направлении,

перпендикулярном к направлению действия изгибных колебаний,

растягивающими усилиями, достаточными для получения заданной

глубины профиля.


Если валики прокатного стана колебать в направлении па-

раллельном осям их вращения, с ультразвуковой частотой, то

усилие деформации снижается в 1,5-2 раза, а степень деформации

увеличивается на 20-50 %, причем контактное трение резко сни-

жается.

При достижении определенного уровня акустической энергии,



зависящего от свойства облучаемого металла, последний может

пластически деформироваться при комнатной температуре без при-

ложения внешней нагрузки.
5.3.2. Под действием ультразвукав и з м е н я ю т с я о с

н о в н ы е ф и з и к о-х и м и ч е с к и е с в о й с т в а р

а с п л а в о в: вязкость, поверхностное натяжение на границе

"расплав - форма" или "расплав - твердая фаза", температура и

диффузия.
5.3.2.1. В я з к о с т ь, после ультразвуковой обработки

расплава вязкость уменьшается на 10-50 %, причем характер из-

менения вязкости не позволяет считать, что уменьшение вязкости

вызывается только тепловым воздействием ультразвука, посколько

на ряду с тепловым воздействием наблюдаются и другие эффекты,

например, изменение трения между твердыми нерастворимыми при-

месями, находящихся в расплаве.
5.3.2.2. П о в е р х н о с т н о е н а т я ж е н и е.

Воздействие ультразвука на расплав в процессе кристализации

уменьшает поверхностное натяжение между расплавом и кристаллом

при двухфазном состоянии, за счет чего уменьшается переохлаж-

дение расплавов и увеличивается количество кристаллических за-

родышей, а структура расплава получается более мелкозернистой.


5.3.2.3. Т е м п е р а т у р а. Ультразвуковая обработка

металлов в жидком состоянии и во время кристаллизации приводит

к изменению характера температурного поля. Возникновение акус-

тических потоков в расплаве под действием ультразвука связано

с потерей энергии в расплаве. Эти потери зависят от интенсив-

ности ультразвука и акустических свойств среды. Акустические

потоки вызывают интенсивное перемешивание расплава, выравнива-

ние температуры и интенсификацию конвективной диффузии. При

выравнивании температуры расплава увеличивается теплообмен со

стенками и окружающей средой, в результате чего увеличивается

скорость охлаждения, физическая сущность влияния ультразвука

на теплообмен при естественной или вынужденной конвекции зак-

лючается в проникновении акустических потоков в пограничный и

ламинарный подслой, что приводит к деформации этих слоев, их

турбулизации и перемешиванию. В результате этого в несколько

раз увеличивается коэффициент теплопередачи и скорость тепло-

обмена.
5.3.2.4. Д и ф ф у з и я.

Ультразвук ускоряет диффузионные процессы в металлических

расплавах и на границе с твердой фазой. В этом случае под

действием ультразвука происходит более легкое перемещение ато-

мов из одного устойчивого состояния в другое благодаря образо-

ванию кавитационных пузырьков. При этом необходимо учитывать

влияние вторичных эффектов акустических потоков, повышение

температуры, акустического давления, вызывающих турбулентное

перемещение и разрушение пограничного слоя между жидкой и

твердой фазой при ускорении диффузии на границе жидкость -

твердое тело.
5.3.2.7. Д е г а з а ц и о н н ы й э ф ф е к т.

Под действием ультразвука растворенный газ сначала выде-

ляется в виде пузырьков в зонах разряжения ультразвуковых

волн, после этого пузырьки соединяются и при достижении доста-

точно большого размера всплывают на поверхность. Эффект можно

обьяснить следующим образом, при воздействии ультразвука в

расплаве возникает кавитация: в образованные кавитационные

пустоты проникает ратворенный газ. При захлопывании кавитаци-

онных пузырей этот газ не успевает снова раствориться в метал-

ле и образует газовые пузырьки. Зародыши газовых пузырьков об-

разуются и в полупериод разряжения при распространении упругих

ультразвуковых колебаний в расплаве, т.к. при уменьшении дав-

ления растворимость газов уменьшается. После этого газовые пу-

зырьки под влияниемельных движений коанулируют и, достигая оп-

ределенных размеров, всплывают. Ускорение диффузии под

действием ультразвука тоже может способствовать нарастанию га-

зовых пузырьков.
5.3.3. Ультразвуковой капиллярный эффект (открытие N109).
Явление капиллярности заключается в том, что при помеще-

нии в жидкость капилляра, смачиваемого жидкостью, в нем под

действием сил поверхностного натяжения происходит подьем жид-

кости на некоторую высоту. Если жидкость в капилляре совершает

колебания под влиянием источника ультразвука, то капиллярный

эффект резко возрастает, высота столба жидкости увеличивается

в несколько десятков раз, значительно во и скорость подьема.

Экспериментально доказано, что в этом случае жидкость

толкает вверх не радиационное давление и капилярные силы, а

стоячие ультразвуковые волны. Ультразвук снова и снова как бы

сжимает столб жидкости и поднимает его вверх. Открытый эффект

уже очень хорошо используется в промышленности, например, при

пропитке изоляционными составами обмоток электродвигателей,

окраске тканей, в теплвых трубах и т.п.


А.с. 437 568: Способ попитки капиллярных пористых тел

жидкостями и расплавами, например, полимерным связующим, с

применением ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что с

целью интенсификации процессов пропитки ультразвуковые колеба-

ния сообщают пропитываемому телу.
5.3.4. Трудно перечислить все эффекты, возникающие в ре-

зультате воздействия ультразвука на вещество, поэтому кратко

перечислим основные области прменения ультразвука и приведем в

заключение несколько интересных изобретений, показывающих ши-

рокие возможности использования ультразвука в изобретательст-

ве.
Твердые вещества

----------------
- размерная обработка сверхтвердых и хрупких материалов

(сверление отверстий сложной формы, шлифование, полирование,

наклеп, волочение проволоки, прокатка фольги и т.д.)
- лужение и паяние металлов, керамики, стекла и т.п.
- сварка металлов и полимеров.
А.с. 505 540: Способ сварки трением встык разнородных ме-

таллов при котором осуществляют вращение одной заготовки, кро-

ковку стыка и обжатие его при помощи осадочной матрицы, наде-

той на неподвижную заготовку, отличающийся тем, что с целью

повышения стабильности качества сварного шва и стойкости мат-

рицы, проковку и обжатие стыка производят с наложением на оса-

дочную матрицу поперечных звуковых колебаний с пучностью нап-

ряжений в очаге деформации при с менее окружной скорости

вращающейся заготовки.
Жидкости (кавитирующие)
- очистка деталей от жировых и других загрязнений
А.с. 120 613: Устройство для автоматической очистки дета-

лей, например, сеток радиоламп посредством промывочной жидкос-

ти, включающие промывочную ванну, транспортер, укладочное и

разгрузочное приспособление, отличающееся тем, что с целью по-

вышения качества очистки, в промывочной ванне установлены уль-

тразвуковые излучатели с концентраторами ультразвуковой энер-

гии, служащие для создания фонтанов промывочной жидкости,

омывающих сетки, перемещаемые над промывочной ванной.


- диспергирование твердых порошкообразных материалов в

жидкостях, эмульгирование несмешивающихся жидкостей.


А.с. 517 294: Способ получения жирового концентрата,

включающий смешивание жира с белковым стабилизатором и высуши-

вание, отличающийся тем, что с целью длительного хранения вы-

сококилотных жиров, а также удешивления способа, жир перед

смешиванием нейтрализуют в присутствии катализатора, смесь жи-

ра со стабилизатором эмульгируют с помощью ультразвука в тече-

нии 10-15 минут, а в качестве стабилизатора используют дунст.
- получение аэрозолей.

- полимиризация или деструкция высокомолекулярных соеди-

нений, ускорение массообразных и химических процессов.

- разрушение биологических обьектов (микроорганизмов).

Действие ультразвука на жидкость базируется на использо-

вании вторичных эффектов кавитации - высоких локальных давле-

ний и температуры, образующихся при схлопывании кавитационных

пузырьков.


Г а з ы
- сушка сыпучих, пористых и других материалов.

- очистка газов от твердых частиц и аэрозолей.


5.3.5. Акустомагнетоэлектрический эффект.
Звук способен сортировать не только яблоки, но и электро-

ны. Если поперек направления распространения звука в проводя-

щей среде наложить магнитное поле, то электроны, которые увле-

каются звуком, будут отклоняться в этом поле, что приведет к

возникновению поперечного тока или, если образец "разомкнуть"

в поперечном направлении, электродвижущей силы (ЭДС). Но маг-

нитное поле в соответствии с законом Лоренца отклоняет элект-

роны разных скоростей по разному, поэтому величина и даже знак

ЭДС показывают, какие электроны увлекаются звуком, то есть ко-

ковы свойства электронного газа в данной среде. В каждом ве-

ществе звук увлкает за собой группу электронов характерных

именно для дпнного вещества. Если звук проходит через границу

двух веществ, то одни электроны должны смениться другими, нап-

ример, более "холодные", более "горячими". При этом от границы

будет тепло, а сама граница охлаждаться. Данный эффект похож

на известный эффект Пельтье (см. раздел 9.2.2.).


Однако принципиальное отличие этого эффекта от эффекта

Пельтье состоит в том, что он не исчезает, даже при очень низ-

ких температурах и охлаждение может продолжаться до темпера-


Каталог: upload -> iblock -> 194
iblock -> Перечень работ и услуг по содержанию и ремонту общего имущества в многоквартирном доме
iblock -> Часы-смартфон
iblock -> Руководство пользователя для телефона Apple iPhone 6
iblock -> Руководство по эксплуатации Методика калибровки Технические характеристики. Минимальный радиус кривизны поверхностей контролируемых изделий, 6мм
iblock -> Технические требования
iblock -> Технологические карты
iblock -> Оптимизация процесса восстановления измененных и уничтоженных маркировочных обозначений на блоках двигателей транспортных средств
iblock -> Инструкция по эксплуатации Температурный gsm извещатель Grinson T7 Благодарим Вас за выбор температурного gsm извещателя Grinson T7
194 -> Гимназия №76 г. Челябинск. «Кока-кола»: новые вопросы старой проблемы


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   21


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница