Публикации автора

Предложена модель формирования линейных коротких капиллярных волн на поверхности жидкость-газ под действием кавитации, создаваемой ультразвуковыми колебаниями. Уравнения распространения капиллярных волн были построены в виде классических и обобщенных функций (с медленным ростом), которые учитывают: вязкость жидкой фазы; затухание волновых колебаний с течением времени из-за вязкости жидкой фазы, что подразумевает ограниченную амплитуду волн (несмотря на то, что тот факт, что при отсутствии затухания волна может колебаться бесконечно долго с течением времени). Было доказано, что для уравнений в обобщенных функциях для случая схлопывания множества пузырьков в ограниченном объеме жидкости профиль смещения (как обобщенная функция, являющаяся интегральной в смысле главного значения Коши) поверхности раздела является регулярной обобщенной функцией медленного роста. Получены расчетные зависимости среднего увеличения межфазной поверхности от параметров ультразвукового воздействия и построены зависимости вязкости жидкости. Зависимости показали увеличение межфазной поверхности в 1,6 раза и более для жидкости с вязкостью, близкой к водной. Полученное значение аналогично экспериментальным данным. Установлено существование предельной вязкости, начиная с которой эффект перестает быть заметным. Это указывает на необходимость проведения исследований при различных температурах окружающей среды. Поскольку, с одной стороны, с повышением температуры вязкость жидкой фазы снижается, а с другой стороны, уменьшается степень развития кавитации. По-видимому, в этом отношении может существовать оптимальная температура.

На сегодняшний день широко известно интенсифицирующее влияние ультразвукового кавитационного воздействия на физико-химические процессы. Многократно установлено, что кавитационные и сопутствующие нелинейные явления (ударные волны, акустические потоки, нагрев среды) ускоряют физико-химические процессы. Однако современные исследования влияния кавитации либо основаны на теоретических подходах, которые, как правило, рассматривают ударно-волновое давление в отдельности без учёта других факторов, либо на экспериментальных исследованиях, которые определяют конечную эффективность процесса (критерий эффективности зависит от вида процесса) под действием совокупности факторов кавитации. В то же время для обеспечения максимальной эффективности процесса необходимо выявить действие каждого фактора в отдельности, чтобы подобрать режимы и условия воздействия (а, возможно, и способы модуляции ультразвуковых колебаний), которые усиливают фактор, который наиболее влияет на скорость процесса и ослабляет паразитные факторы. Для развития направления экспериментальных исследований влияния отдельных факторов кавитации разработан стенд, который позволяет осуществить воздействие на среду с аналогичным изменением температуры, как и при ультразвуковом воздействии, но без ударно-волнового давления, образуемого при схлопывании кавитационных пузырьков.