Рис. 4. Основные зоны энерге-
тических превращений при уль-
траструйной активации жидко-
стей:
I–V
— характерные зоны превраще-
ния энергий из одного вида в дру-
гие;
1
— струеформирующее соп-
ло;
2
— сверхзвуковая струя;
3
—
обрабатываемая жидкость;
4
— ми-
шень;
5
— волны упругой деформа-
ции среды (широкополосное АИ)
образование новых поверхностей. Она
связана с изменением площади раз-
личных поверхностей, в основном
с диспергированием жидкости до
спрееобразного состояния; 6)
E
гн
—
энергию газонасыщения; 7)
E
сф
— энер-
гию возможных структурно-фазовых
превращений.
Уравнения энергетического баланса
будут выглядеть следующим образом.
Впервом приближении энергетику
зоны квазистатического сжатия жидко-
сти перед струеформирующим соплом
можно представить в виде
A
в.с
=
E
I
=
E
I
кин
+
E
I
пот
+
E
I
АИ
.
(5)
Впервой зоне
E
I
кин
мало;
E
I
пот
пере-
ходит в
E
II
кин
и в
E
II
АИ
,
E
I
АИ
обусловле-
но появлением акустического излуче-
ния (АИ), генерируемого в других зо-
нах возмущения, так как скорость зву-
ка в жидкости
v
зв
больше, чем ско-
рость истечения
v
ист
жидкости из соп-
ла:
v
ист
< v
зв
.
Энергетические превращения в зоне ускорения (разгона) жидкости
в околосопловой области можно представить как
E
I
=
E
II
=
E
II
кин
↑↑↑
+
E
АИ,ЭМИ
↑
+
E
II
н.п(износ)
↑
+
E
II
т
↑
.
(6)
Стрелки указывают на увеличение или уменьшение доли того или
иного вида энергии. Число стрелок отражает степень (интенсивность)
этого изменения, например:
↑↑↑
— весьма интенсивное увеличение;
↓↓
— уменьшение средней интенсивности и т.д. Для оценки степени
данных изменений и их направленности применяли известный в те-
ории принятия решений метод взвешенной суммы в совокупности с
использованием известных способов определения минимально необ-
ходимого числа экспертов и прогнозирования достоверности получен-
ных результатов [4].
Во второй зоне
E
II
кин
возрастет до максимальной величины, так как
скорость резко увеличивается из-за действия интенсивного ускорения;
возникновение
E
II
АИ,ЭМИ
вызвано трением жидкости о поверхность соп-
ла, далее
E
II
АИ,ЭМИ
переходят в другие виды энергии, вплоть до энергии
новых поверхностей
E
III
н.п
и
E
III
с.ф
.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2009. № 2 79
