а наступні, і область підвищеного тиску як би переміщається в пружному середовищі. За областю підвищеного тиску слід область зниженого тиску, і, таким чином, утворюється ряд чергуються областей стискування і розрідження, що поширюються в середовищі у вигляді хвилі. Кожна частинка пружного середовища в цьому випадку буде здійснювати коливальні рухи.
а)
б)
Малюнок 1 - Рух частинок при поширенні хвилі а) рух частинок середовища при поширенні поздовжньої хвилі; б) рух частинок середовища при поширенні поперечної хвилі.
Малюнок 2 - Характеристики коливального процесу
У рідких і газоподібних середовищах, де відсутні значні коливання щільності, акустичні хвилі мають подовжній характер, тобто напрямок коливання частинок збігається з напрямком переміщення хвилі. У твердих тілах, крім поздовжніх деформацій, виникають також пружні деформації зсуву, що зумовлюють збудження поперечних (зсувних) хвиль; в цьому випадку частинки здійснюють коливання перпендикулярно напрямку поширення хвилі. Швидкість поширення поздовжніх хвиль значно більше швидкості розповсюдження зсувних хвиль [3].
1.1 Область вивчення звукових впливів на хімічні процеси
Розділ хімії, який вивчає взаємодію потужних акустичних хвиль і виникаючі при цьому хімічні та фізико-хімічні ефекти, називається звукохіміей (сонохіміей). Звукохімія досліджує кінетику і механізм звукохіміческіх реакцій, що відбуваються в об'ємі звукового поля. До області звукохіміі так само ставляться деякі фізико-хімічні процеси в звуковому полі: сонолюмінесценция, диспергування речовини при дії звуку, емульгування та інші колоїдно-хімічні процеси. Сонолюмінесце? нція - явище виникнення спалаху світла при схлопуванні кавітаційних бульбашок, народжених в рідині потужної ультразвуковою хвилею. Типовий досвід зі спостереження сонолюмінесценция виглядає наступним чином: в ємність з водою поміщають резонатор і створюють в ній стоячу сферичну ультразвукову хвилю. При достатньої потужності ультразвуку в самому центрі резервуара з'являється яскравий точкове джерело блакитнуватого світла - звук перетворюється на світло [6]. Основна увага сонохімія приділяє дослідженню хімічних реакцій, що виникають під дією акустичних коливань - звукохіміческім реакцій.
Як правило, звукохіміческіе процеси досліджують в ультразвуковому діапазоні (від 20 кГц до декількох МГц). Звукові коливання в кілогерцовому діапазоні і інфразвуковий діапазон вивчаються значно рідше.
Звукохімія досліджує процеси кавітації. Кавіта? ція (від лат. cavita - пустота) - процес пароутворення і подальшої конденсації бульбашок пари в потоці рідини, що супроводжується шумом і гідравлічними ударами, утворення в рідині порожнин (кавітаційних бульбашок, або каверн), заповнених парою самої рідини, в якій виникає. Кавітація виникає в результаті місцевого пониження тиску в рідині, яке може відбуватися або при збільшенні її швидкості (гідродинамічна кавітація), або при проходженні акустичної хвилі великої інтенсивності під час напівперіоду розрідження (акустична кавітація), існують й інші причини виникнення ефекту. Переміщаючись з потоком в область з більш високим тиском або під час напівперіоду стискання, кавітаційний бульбашка схлопивается, випромінюючи при цьому ударну хвилю.
1.2 Методи звукохіміі
Для вивчення звукохіміческіх реакцій застосовують такі методи: зворотний п'єзоелектричний ефект і ефект магнітострикції для генерування високочастотних звукових коливань в рідині, аналітична хімія для дослідження продуктів звукохіміческіх реакцій, зворотний п'єзоелектричний ефект - виникнення механічних деформацій під дією електричного поля ( використовується в акустичних випромінювачах, в системах механічних переміщень - активаторах).
Магнітобуд? кция - явище, що полягає в тому, що при зміні стану намагніченості тіла його обсяг і лінійні розміри змінюються (використовують для генерації ультразвука і гіперзвуку).
Інфразву? к - звукові хвилі lt; # justify gt; хвиля ультразвук хімічний кавітація
2. Використання інфразвуку в якості способу інтенсифікації хіміко-технологічних процесів
Фізичний вплив на хімічні реакції в даному випадку здійснюється в інфразвукових апаратах, - пристроях, в яких для інтенсифікації технологічних процесів в рідких середовищах використовуються низькочастотні акустичні коливання (власне інфразвукові частотою до 20 Гц, звукові частотою до 100 Гц ). Коливання створюються безпосередньо в оброблюваної середовищі за допомогою гнучких випромінювачів різної конфігурації і форми або жорстких металевих поршнів, з'єднаних зі стінками технологічних ємностей через пружні елементи (напр., Гумові). Це дає можливість розвантажити від коливань джерела стінки инфразвукового ...
