Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Диссипативный эффект в жидкости при воздействии низкочастотных звуковых колебаний

https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.16-18.51-58

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрено образование диссипативных структур в жидкости, находящейся в металлической чаше при воздействии на нее низкочастотных звуковых колебаний. Исследованы флуктуирующие объемы в толстом слое жидкости, то есть кластеры из молекул, совершающие колебательное движение и при потере устойчивости занимающие новое положение в жидкости. Внешнее синхронное воздействие на группу молекул может привести к усилению колебаний и потере устойчивости не только внутри жидкости, но и к тому, что эти группы молекул могут покинуть жидкость через свободную поверхность.

Трение о наружную поверхность чаши, выполненной из звукопроводящего бронзо-содержащего сплава, инициирующее возникновение звуковых колебаний, порождает возникновение новых структур в жидкости, находящейся внутри чаши (толщина слоя жидкости порядка 50 мм). Согласованное добавление энергии к колеблющимся микрообъемам воды позволяет освободить их потенциальную энергию и превратить ее в кинетическую. Вылетающие вертикально капли воды свидетельствуют о существовании интенсивного вертикального движения отдельных объемов жидкости, которые и создают новые структуры и ячейки, как и ячейки Бенара, получающиеся вследствие нагрева и вертикальной конвекции, но меньших размеров. Наблюдаемое явление похоже на «холодное кипение». Предположительно, под воздействием внешних звуковых колебаний высвобождается и потенциальная энергия сжатых частичек воды. Анализ звука проведен с помощью аудиоредактора для нескольких экспериментов различной продолжительности.

В данной работе впервые исследован диссипативный эффект в толстом слое жидкости при воздействии низкочастотных звуковых колебаний и возникновение структур, идентичных ячейкам Бенара, в ограниченных объемах воды (а не в тонком слое). Предположительно, воздействие звуковых колебаний может приводить к турбулизации крови и изменению физического состояния живых организмов, что по физическому воздействию может быть аналогично состоянию вскипанию крови при быстром подъеме с глубины моря. Это явление можно использовать для интенсификации тепло- и массообмена в теплообменных установках. 

Об авторах

В. А. Сафонов
ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»
Россия

д-р техн. наук, профессор,

д. 33, ул. Университетская, г. Севастополь, 299053



М. В. Лапа
ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»
Россия

канд. техн. наук, доцент,

д. 33, ул. Университетская, г. Севастополь, 299053



Ю. М. Быковский
ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»
Россия

канд. техн. наук, доцент,

д. 33, ул. Университетская, г. Севастополь, 299053



Список литературы

1. Сафонов, В.А. Об эффекте Ранка и флуктуациях [Текст] / В.А. Сафонов // Прикладные задачи теории переноса: сборник трудов ИТМО АН БССР/ В.А. Сафонов. – Минск, 1981. – C. 140–147.

2. Сафонов, В.А. Образование диссипативных структур при вихревом эффекте [Текст] / В.А. Сафонов // Математические методы теории энергопереноса в неравновесных и неоднородных средах: сборник трудов ИТМО АН БССР / В.А. Сафонов. – Минск, 1982. – С. 119–126.

3. Гленсдорф, П. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций / П. Гленсдорф, И. Пригожин. – М: Мир, 1973. – 280 с.

4. Эбелинг, В. Образование структур при необратимых процессах / В. Эбелинг – М.: Мир, 1979. – 280 с.

5. Prigogine, I. Order out of chaos: Man's new dialogue with nature / I. Prigogine, I. Stengers. – Bantam Books, 1984. – 349 p.

6. Алексеенко, С.В. Введение в теорию концентрированных вихрей / С.В. Алексеенко, П.А. Куйбин, В.А. Окулов. – Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 2003. – 503 с.

7. Халатов, А.А. Теория и практика закрученных потоков / А.А. Халатов. – Киев: Наук. Думка, 1989.

8. Алексеенко, С.В. Закрученные потоки в технических приложениях (обзор) [Текст] / С.В. Алексеенко, В.Л. Окулов // Теплофизика и аэромеханика. – 1996. – Т. 3. – № 2. – C.101–138.

9. Потапов, Ю.С. Вихревая энергетика и холодный ядерный синтез с позиций теории движения / Ю.С. Потапов, Л.П. Фоминский. – Кишинев : ОКОПлюс, 2000. – 387 с.

10. Специальные вопросы возобновляемой энергетики: монография / под ред. В.А. Сафонова. – Севастополь: Изд-во ФГБНУН Института природнотехнических систем РАН, 2017. – 338 с.

11. Fester, D.A. An analytical an experimental study of the vortex subcooler [Text] / D.A. Fester, J.R. Wilde // Dezigne news. – 1965. – No. 20.


Для цитирования:


Сафонов В.А., Лапа М.В., Быковский Ю.М. Диссипативный эффект в жидкости при воздействии низкочастотных звуковых колебаний. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2019;(16-18):51-58. https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.16-18.51-58

For citation:


Safonov V.A., Lapa M.V., Bykovsky Y.M. Dissipative effect in liquid under exposure to low-frequency sound vibrations. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2019;(16-18):51-58. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.16-18.51-58

Просмотров: 107


ISSN 1608-8298 (Print)