Многопузырьковая акустическая кавитация: математическая модель и физическое подобие
Автор: Шестаков Сергей Дмитриевич
Журнал: Техническая акустика @ejta
Статья в выпуске: т.10, 2010 года.
Бесплатный доступ
Показано, что пространственное распределение плотности эрозионной мощности многопузырьковой кавитации может быть описано функцией координат пространства и параметров волны, которая вызывает кавитацию. Для этого, в каждой точке пространства необходимо вычислить значение двух специальных метрик. Первая из этих метрик позволит найти среднее время прихода в эту точку возмущения давления от пульсаций всех пузырьков, вторая - средний коэффициент затухания величины этих возмущений. Полагая многопузырьковую кавитацию эргодическим процессом, интеграл суперпозиции всех возмущений давления следует аппроксимировать периодической обобщенной функцией импульса давления на поверхности одиночного кавитационного пузырька с периодом колебаний равным периоду гармонической волны. Это делает относительно легким численное моделирование динамики многопузырьковой кавитации и дает возможность количественно сравнивать результаты ее физико-химического воздействия при использовании для этого теории физического подобия. Также это позволяет с достаточной степенью точности и надежности выполнять необходимые при проектировании технологических устройств технические расчеты
Многопузырьковая акустическая кавитация, численное моделирование, физическое подобие
Короткий адрес: https://sciup.org/14316268
IDR: 14316268
Список литературы Многопузырьковая акустическая кавитация: математическая модель и физическое подобие
- Mettin R., Koch Ph. and Lauterborn W. Modeling acoustic cavitation with bubble redistribution//6-th International Symposium on Cavitation, Wageningen, 2006.
- Шестаков С. Д. Основы технологии кавитационной дезинтеграции.-М: ЕВА-пресс, 2001.
- Margulis M. A. Sonochemistry and Cavitation.-London: Gordon & Breach, 1995.
- Dezhkunov N. V. et al. Enhancement of sonoluminescence emission from a multibabble cavitation zone//Ultrasonics Sonochemistry, 7, 2000.
- Nigmatulin R. I. et al. The theory of supercompression of vapor bubbles and nano-scale thermonuclear fusion//Physics of Fluids, 17, 107106, 2005.
- Маргулис М. А. Сонолюминесценция//УФН, 170, 263, 2000.
- Matula T. J. et al. Comparison of multibubble and single-bubble sonoluminescence spectra//Phys. Rev. Lett., 75, 1995.
- Flannigan D. and Suslik K. Plasma formation and temperature measurement during single-bubble cavitation//Letters to Nature, 434, 2005.
- Шестаков С. Д. Исследование возможности непараметрического усиления многопузырьковой кавитации//Прикладная физика, 6, 2008.
- Ланин В. Л., Дежкунов Н. В. и Томаль В. С. Приборное обеспечение измерения параметров ультразвуковых воздействий в технологических процессах//Технология и конструирование в электронной аппаратуре, 2, 2008.
- Дежкунов Н. В., Игнатенко П. В. и Котухов А. В. Оптимизация активности кавитации в импульсно модулированном ультразвуковом поле//Электронный журнал «Техническая акустика», http://www.ejta.org, 2007, 16.
- Krefting D., Mettin R. and Lauterborn W. High-speed observation of acoustic cavitation erosion in multibubble systems//Ultrasonics Sonochemistry, 11, 2004.
- Mawson R., Knoerzer K. A brief history of the application of ultrasonics in food processing//19-th ICA Congress, Madrid: 2007.
- Knapp R., Daily J. and Hammitt F. Cavitation. NY: McGraw Book Company, 1970. (Кнэпп Р., Дейли Дж. и Хэммит Ф. Кавитация.-М: Мир, 1974).
- Физика и техника мощного ультразвука. Мощные ультразвуковые поля//под ред. Л. Д. Розенберга.-М: Наука, 1968.
- Подобрий Г. М. и др. Теоретические основы торпедного оружия. М: Воениздат, 1969.
- Klotz А. R., Hynynen K. Simulations of the Devin and Zudin modified Rayleigh-Plesset equations to model bubble dynamics in a tube//Electronic Journal "Technical Acoustics", http://www.ejta.org, 2010, 11.
- Мельников П. И., Макаренко В. Г. и Макаренко М. Г. Достижение высоких температур при сжатии парового пузырька//ПМТФ, т. 45, 4, 2004.
- Gaitan D., Tessien R. and Hiller R. Pressure pulses from transient cavitation in high-q resonators//19-th ICA Congress, Madrid: 2007.
- Floris F. M. Modeling the Cavitation Free Energy//The Journal of Physical Chemistry, 109 (50), B2005, 24061-24070.
- Patent EP 1810744, 2007.
- Лавриненко О. В., Савина Е. И. и Леонов Г. В. Моделирование механо-физико-химических эффектов в процессе схлопывания кавитационных полостей//Ползуновский вестник, 3, 2007.
- Кедринский В. К. Динамика зоны кавитации при подводном взрыве вблизи свободной поверхности//ПМТФ, 5, 1975.
- Шестаков С. Д., Бефус А. П. Формулирование критерия подобия сонохимических реакторов при обработке сред, не обеспечивающих акустического резонанса, Деп. в ВИНИТИ РАН, №840-В2008.
- Шестаков С. Д. О распределении плотности потенциальной энергии многопузырьковой кавитации относительно порождающей ее гармонической волны//Сб. тр. ХVI сессии Росс. акуст. об-ва, т.1.-М.: ГЕОС, 2005.
- Красуля О. Н., Шленская Т. В. и Шестаков С. Д. Опыт использования сонотехнологий в пищевой промышленности//Сб. тр. ХХII сессии Росс. акуст. об-ва.-М.: ГЕОС, 2010.
- Lahey R. T., Taleyarkhan R. P. and Nigmatulin R. I. Sonofusion technology revisted//Nuclear Eng. and Design,V.237, 2007.
- http://www.reltec.biz/ru.
- http://www.hielscher.com.
