OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 1 2026 11 TECHNOLOGY В первую очередь это влияет на кавитационную активность в зоне непосредственно под торцом излучателя. Она покрывает большую площадь торца и значительно увеличивается по высоте, что хорошо проиллюстрировано на кадрах обработки дисперсной системы с вязкостью η = 1 мПа ∙ с в виде белых кавитационных облаков. Для жидких сред с η = 10 мПа ∙ с возникающие кавитационные эффекты по характеру близки к воде, но при этом кавитационные области имеют большую концентрацию пузырьков и визуально четкие границы. При обработке дисперсных систем с такой вязкостью начиная с ξm = 10 мкм кавитационные области имеют меньшие размеры. При достижении значения η = 102 мПа ∙ с под излучателем происходит перераспределение эффектов, кавитационная зона представляет собой совокупность плотных кавитационных областей, размер которых с увеличением амплитуды уменьшается, а их количество увеличивается. Для дисперсных систем формирование таких кавитационных зон начинается при меньших амплитудах. Изменения кавитационной области приводят к изменению условий возникновения и характера распространения акустических потоков. Вследствие активного развития кавитационной области под торцом излучателя при обработке дисперсных систем потоки могут возникать при меньших амплитудах обработки. Так, для жидкости с η = 1010 мПа ∙ с поток возникает с ξm = 15 мкм, а разделение кавитационной области – на более маленькие 20 мкм; для дисперсной системы и образование потока, и фрагментация области начинаются с 10 мкм. Причем за счет усиления кавитационных эффектов в этой зоне потоки возникают и при образовании небольших кавитационных областей. Например, для η = 102 мПа ∙ с при обработке жидкости на ξm = 5 мкм образуется небольшое кавитационное образование в форме полусферы, периодически перемещающейся по поверхности торца, в то время как при добавлении дисперсной фазы оно увеличивается в размерах, располагается по центру без смещений и вытягивается в направлении образованного потока. Скорость акустических течений, которая зависит от режима обработки и свойств жидкой среды, является одним из основных параметров, определяющих эффективность ультразвуковой обработки. Поскольку возникновение течений представляет собой следствие поглощения энергии под торцом излучателя (см. введение), то первоочередное значение будет иметь их начальная скорость V0 (рис. 4). Скорости æ 0 V для жидких сред и äñ 0 V для дисперсных систем увеличиваются при повышении амплитуды ξm с постепенным уменьшением приращения графика. Зависимость, полученная для воды, по характеру и значениям согласуется с данными [25, 33]. Зависимости начальных скоростей для дисперсных систем начинаются при меньших амплитудах, что связано с причинами, описанными выше. В большинстве случаев äñ 0 V ниже, чем æ 0 V , вследствие повышения поглощающей способности среды и роста потерь на поддержание кавитации. При амплитудах, на которых возникают течения для жидкости, значения æ 0 V и äñ 0 V близки; далее с увеличением амплитуды отношение æ äñ 0 0 / V V растет. По сути, отношение æ äñ 0 0 / V V количественно отражает изменение скорости потока при доРис. 4. Зависимость начальной скорости акустического потока V0 от свойств жидкой среды и амплитуды колебаний Fig. 4. Dependence of the acoustic fl ow initial velocity (V0) on the liquid medium properties and oscillation amplitude 1 мПа∙с 10 мПа∙с 102 мПа∙с 497 мПа∙с 1010 мПа∙с 1395 мПа∙с 1 мПа∙с 10 мПа∙с 102 мПа∙с 497 мПа∙с 1010 мПа∙с 1395 мПа∙с
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1