ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Распространение упругих волн в газообразных, жидких и твердых средах из "Акустическая диагностика и контроль на предприятиях ТЭК" В соответствии с ориентацией вектора колебательного смещения относительно направления распространения волны различают продольные и поперечные волны. Продольные волны, в которых этот вектор параллелен направлению распространения, могут распространяться в твердых, жидких и газообраз -ных средах. Поперечные волны, вектор смещения которых перпендикулярен направлению распространения, существуют только в твердых телах, так как сдвиговая упругость у жидких и газообразных сред отсутствует. [c.39] В силу частотной зависимости коэффициента поглощения частотно-независимой характеристикой среды для жидкостей является величина а = а// . Для газов в силу их сжимаемости плотность пропорциональна давлению поэтому поглощение обратно пропорционально давлению. Константой, характеризующей поглощение звука в газе, в первом приближении является величина а = ар /р. [c.41] Отклонения значений поглощения от классических могут быть весьма существенными. Например, даже для дистиллированной воды экспериментальные значения поглощения близки к классическим только на достаточно высо ких частотах - от 3 до 70 МГц. На более низких частотах существенно избыточное по сравнению с классическим поглощение, что видно из табл. 2.3, в которой приведены характеристики поглощения звука в некоторых жидкостях. Значения характеристик поглощения звука для некоторых газов приведены в табл. 2.4. [c.41] Указанная область может находиться в диапазоне частот, на которых проводятся акустические, обычно ультразвуковые, измерения, поэтому изменения скорости и поглощения ультразвука, вызванные релаксационными явлениями, следует учитывать при создании и эксплуатации соответствующей контрольноизмерительной аппаратуры. Вместе с тем изучение релаксационных явлений при измерении дисперсии скорости звука и релаксационного поглощения ультразвука является эффективным методом исследования свойств тепло- и энергоносителей. [c.42] Отметим, что релаксационные явления характерны для многих тепло- и энергоносителей - углекислого газа, органических жидкостей, природных газов, нефти, продуктов нефте- и газопереработки. [c.43] В твердых телах, обладающих как объемной, так и сдвиговой упругостью, возможно распространение двух основных видов упругих волн - продольных и сдвиговых (поперечных). В чистом виде те и другие волны распространяются только в телах, поперечные размеры которых много больше длины волны (в 20...30 раз и более). Продольные волны обладают наибольшей фазовой скоростью из всех типов волн, распространяющихся в твердых телах. [c.43] Коэффициент поглощения обусловлен вязкостью среды и линейно растет с частотой OLnotn = /, где j - константа, зависящая от структуры, а следовательно, и термообработки материала. [c.44] Хотя общий характер частотной зависимости затухания упругих волн в твердых телах достаточно прост, величина его расчету практически не поддается из-за зависимости констант а иа от множества факторов. Обычно по экспериментальным данным находят значения этих констант для вполне определенного состояния материала - с известными термообработкой, наклепом и т.д. - и вычисляют частотную зависимость затухания именно для этого состояния. [c.46] Некоторые наглядные представления о величине и частотной зависимости затухания ультразвука в твердых телах дают табл. 2.5 и рис. 2.4. [c.46] Зависимость коэффициента затухания от размера зерна используют для оценки качества термообработки материала. Известно, например, о контроле качества закалки и последующего термического отжига по амплитуде УЗ-волн. Уменьшение амплитуды, обусловленное превышением средним размером зерна значений 0,2...0,3 мм, служит указанием на необходимость отбраковки. [c.46] Поглощение ультразвука в твердых телах зависит от различных внещних факторов - температуры, магнитного поля (для ферромагнетиков), электрического поля (для диэлектриков). Особенно резко возрастает поглощение по мере приближения температуры твердого тела к температуре фазового превращения второго рода, что используют для изучения подобных превращений. [c.46] Вернуться к основной статье