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.

перейти к началу страницы