لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 8
حباب های مایعات که باعث بوجود آوردن یک میدان صوتی خارجی می شوند نه تنها بطور فوی و غیر خطی نوسان می کنند بلکه ممکن است نور راین منتقل و ارسال کنند. این پدیده Sonolumines gence (SL ) نامیده شد و بوسیله « Marinesco » و « Trillat » در سال 1943 کشف شد.
پس از آن این پدیده هم به طور تئوری و هم به طور عملی توسط مولفان زیادی به خوبی مرود بررسی قرار گرفت علاقه به پدیده SL باعث شد که این پدیده توسط « Gaitan » به دقت مورد آزمایش قرار گیرد بله Sl را از یک حباب در آب به وسیله یک میدان قوی صوتی نوسانی بررسی کرد. این پدیده «Signal bubble sonoluminesence » ( SBSL ) نامیده شد. که در زیر به بررسی آن می پردازیم .
یکی از مهمترین نتایجی که از آزمایشات بر روی پدیده Sbsl حاصل شد این بود که حباب ها می توانند چندین روز به طور پایدار نوسان کنند بدون اینکه تجزیه شوند یا اندازة آنها تغییر کند. بررسی دقیق مکانیزم فیزیکی نشان داد که عوامل زادی وجود دارند که موجب رخ دادن چنین پدیده أی می شوند . این عوامل عبارتند از :
ریزش و تقطیر ، کشش ، گازهای نامحلول ، هدایت گرمای تشعشعات صوتی ، درجات ، بخارها و گازهای کوچک در حد میکرون . ( که ممکن است توسط موجهای سطحی در حباب ایجاد شود ) نوسانات غیر خطی حباب و جدا بودن و یا آمیخته شدن حباب ها با یکدیگر . بررسی عملی و تئوری نتایج نشان داد که عوامل اصلی و مهم برای انتقال یک حباب پایدار عبارتند از :
ریزش و تقطیر ، کشش سطحی و شکل نوسانات.
مکانیزم چگونگی نفوذ گاز منجر می شود که اندازة حباب پایدار نباشد و از بین برود . به این دلیل است که آنالیز پایداری و استقامت باید چند برابر باشد. پایداری شکل نوسانات بررسی شده در جایی نشان داد که گرایش حباب های بزرگ به تجزیه شدن ، ناشی از بی ثباتی سطح نوسانات . در این مبحث تأثیر تقطیر و ریزش و کشش سطحی را در توانایی ایجاد میدان صوتی توسط حباب های کوچک بررسی می کنیم .
بدون میدان صوتی خارجی ، حباب ها در هراندازه أی ناتوان اند زیر فشار درون حباب بیش ات از فشار در مایع و بنابراین حباب ها به آرامی حل می شوند که این عمل ناشی از یک تار پیوسته جرمی از حباب به داخل مایع است . بر بیش از یک میدان صوتی حباب ها شروع به نوسان می کنند. در طول دورة انبساط نفوذ گاز از مایع به داخل حباب و در طول دورة انقباظی عکس این عمل اتفاق می افتد . که این یک شبکه جریان در گاز درون حباب ات را اسطقه أی از دیوار حباب بزرگتر خواهد شد در طول دورة انبساط و بنابراین مقدار زیادی گاز واردخواهد شد در مقایسه با زمانی که در مرحله انقباض خارج می شود. این پدیده « زیر کش و تقطیر » نام دارد و منجر به بزرگتر شدن حباب می شود. برای دانه های کوچک مشخص شده که رشد حباب به میزان دامنه میدان صوتی Pa ، شعاع تشدید R و شعاع تعادل R حباب بستگی دارد. این نسبت رشد به مقدار زیادی مرتبط ات با واکنش منحنی أی که وابستگی شعاع از حباب های بزرگ به روی شعاع تعادل را نشان می دهد . این تئوری توجیهی خوب برای رشد و حل شدن حباب های بزرگ و فشار کم دامنه ها است . هرچند توضیحی برای پاسخ به این سوال در مورد S L وجود ندارد : چرا حباب های گاز کوچک در یک مایع در حضور یک میدان صوتی قوی پدیدار می شوند ؟
برای نوسانات یک حباب تنها تت یک دامنه فشار متوسط یا زیاد ، یک نارید ( داستان ) عجیب و پیچیده وجود دارد. آمارگیری مشابه نشان داد که هر چند که برای حباب های خیلی کوچک در میدان های صوتی خیلی قوی حرکت ها منظم تر اند و یک نوع جدید از تشدید قوی باید آستانه کاهش از دامنه نوسان اتفاق می افتد . دلیل فیزیک برای این پدیده در واقع این ات که برای حباب های خیلی کوچک فشار کشش سطحی خیلی زیاد ات. و حباب های فشاری همچون ذرات جامد قابل انعطاف حتی برای فشارهای متحرک بزرگ دارند که در FiG 1 نشان داده شده است .
1(b) : شعاع معمولی جباب را نشان می دهد .
1(a) : فشار متحرک را از میدان صوتی خارجی نشان می دهد.
Pa (t) = - Pa sin (wt)
مقعی که ما اندازه حباب ها را کاهش دادیم و آن شروع به نوسانات متفاوتی کرد در طول دورة انبساط تأثیر کشش سطحی به سرعت کاهش پیدا کرد و بنابراین دامنة انبساط به طور هنگفتی زیاد شده که منجر به از هم پاشیدگی قوه ی ای شد. نقطه جدایی ممکن است نقطه غیر الیافتی پاره فروپاشی نامیده شود. انواع نوسانات موود در پشت این فروپاشی در شکل نشان داده شده است. نتایجی که از FIG (1)بلات آمده و تمام فرمولهای محاسبه شده توسط مدل «Keller – Mikeis » عبارتند از :
برای حباب هوا در آب 20 درجه سانتیگراد با Po=1bar,6=0.0725nm. k=1.4 و Ce=1500 mis و بامد(فرکانس) چرخشی w=2 20khz . نتایجی با کیفیت مشابه برای مدل «Gilmore» مبلات آمد.
موقعیکه شعاع تعادل حباب کوچکتر شد اثر فشار سطح برشی p6 کمتر می شود و یک غیر یکنواخت منحنی تشدید برای شعاع معمولی Rm/R0 اتفاق می افتد. این واکنش ها در Fig 2 (a) نشان داده شده اند.
برای مقدارهایی از فشار Pa می توان دید که ر فشار غیر یکنواختی شروع می شود. برای (Pa>1.2ba) .
حال ما به بررسی نفوذ و تقطیر در مناطقی که تشدید برای جباب های کوچک زیاد است می پردازیم. تئوری فرموله شده برای جرم منتقل شده که در میان سطح داخلی پوسته با یک حباب کروی که نوسانات چرخشی در Ref را تحمل می کند ، معادلات انتقال حرارت و نفوذ گاز حل شده در بیرون مایع بیرونی یک حباب کروی می توان به صورت زیر نشان داد :
معادلة 1ـ انتقال حرارت را توضیح می دهد . جایی که R (t) (شعاع حباب) به وسیلة بعضی از معادلات دینامیکی برای نوسانات جبابی کنترل می شود. (c) عبارت است از مفهوم جرم گاز که در مایع حل می شود و (D) قابلت نفوذ گاز در مایع است.
معادلة 2 ـ شرایط مرزی در سطح حباب را بیان می کند که به وسیلة قانون «Henry» به دست آمده است که مفهوم غلظت گاز در داخل مایع تحت فشار مقطعی گاز و بالای مایع بیان می کند .
حرف H بیانگر ثابت هنری است. Coo عبارت است از :
غلظت اولیه گاز در داخل مایع هنگامیکه فرض کنیم جباب ها می خواهند به وجود آیند.
دانلود مقاله کامل درباره باب های مایعات که باعث بوجود آوردن یک میدان صوتی خارجی می شود
