410821

О Л И-:С"МЯ-И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 Ю 821 Союз СоветскихСщиалистицескихРеспублик ависимое от авт. свидете ства. Кл. В 06 Ь 1/00 88589/18-1 аявлено 09.Ч 111.1971 ( присоединением заявкириоритетпубликовано 15,1.1974. Бюллетень2 Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытийЗаявитель ПОСОБ ПРЯМОЙ ГЕНЕРАЦИИ МЕХАНИЧЕ КОЛЕБАНИЙ В ОБЪЕМЕ ЭЛЕКТРОЛИТ ам получевой и ульворах элек- дисперсной т. Электролит 1 заключен в канал прямоугольтрудоемко- ной формы 2 с внутренними размерами а)( асширенного МЙКЙ, в стенки которого жестко встроеныпредлага- электроды 3 размером аХЙ" Хд, где Ы - непроводя- толщина электрода. Объем электролита аХ ое однород (6 ХЙ, при Й, (Й; Й,(а; Й,(д, Эту сичерез элек- стему помещают в магнитное поле, создаваею, постояп- мое постоянным магнитом из ферромагнита 10 - 10 агц. ного сплава с полюсными наконечниками 4, в перемен- площадь которых 5:- а Хб. Таким образом,частотой, 15 можно считать, что плотность тока в объеме частоты, но электролита практически постоянная, аградиент Н = О. Ширина межполюсного зазоКроме это Й 12 Й ) Й)Как известно, при включении тока (у Ф О)в скрещенном магнитном поле в объеме электролита возникает сила Р = 1 )( Н 1, приводящая в движение всю массу жидкости. Для случая ограниченного объема (при Н Ф Но,5 1 Ф 1 зога 1) амплитуда максимального колебания, т, е. наименьшая частота определяется из условия со сдвигоь ы на - или на Изобретение относится к способ ния механических колебаний звук тразвуковой частоты в водных раст тролитов, коллоидов и суспензий,средой которых служит электроли Для значительного уменьшения сти, более высокого к. п. д. и р амплитудно-частотного диапазона ется электролит в диамагнитном щем объеме помещать в постоянн ное магнитное поле и пропускать тролит переменный ток плотность ной по объему, и частотой, меньше Электролит может быть помещен ное однородное магнитное поле меньшей 10 - 10 гц, или той жего, возможна генерация поверхностных волн нестационарного характера различной формы 20 и частоты при варьировании функций Н=(1) и 1=(1), а также пространственного распределения напряженности магнитного поля и плотности тока по объему электролита,На фиг, 1 схематически изображен прямоугольный открытый канал со встроенными электролитами и помещенный в постоянное магнитное поле; на фиг. 2 схематически изображены поверхностные волны, генерируемые 3 в электролите на поверхности жидкости в прямоугольном канале для двух частот тока питания при Н - стационарном и однородном.го 25 зо 35 40 50 55 60 65 где У: - скорость стационарного потокаэлектролита в открытом прямоугольном канале,Случай постоянного тока и постоянного магнитного поля фактически соответствует бесконечно малой частоте колебаний, когда амплитуда стремится к бесконечности, С увеличением частотыпри прочих постоянных величинах(1, Н) амплитуда колебаний Л, уменьшается,и при Аоа возникают колебания по всемуобъему (фиг. 2). Таким образом, каждый микрообъем совершает колебания в направлении,параллельном оси х. Кроме того, в данномслучае имеет место сложная картина интерференции волн от стенок 5 и 6 канала, Все этоприводит к возникновению в электролите системы поперечных стоячих волн, расстояние г,между гребнями которых соответствует длине возникающей стоячей волны и определяется частотой о, амплитудой тока, напряженностью магнитного поля, геометрией канала,свойствами жидкости и коэффициентом отражения и пропускания через стенки каналазвуковой энергии. Следует отметить, что иамплитуда А такой стоячей волны, т. е, еевысота, определяется в основном этими жевеличинами. На фиг. 2 схематически изображена поверхность электролита для двух случаев генерации поверхностных волп:а - высота волны А для частоты тока об - высота волны Л, для оы, и ( оь.)Х, аналогичное соотношение имеет место и для высоты стоячей волны; т. е.А,)АИзвестно, что подобную картину стоячихволн в жидкости можно получить в ограниченном объеме, когда источником колебанийявляется стенка 5 и б, например стенка 5представляет собой поверхность вибратора,генерирующего колебания типаА з 1 п 2-.( - (2)T А (За счет интерференции возникают стоячиеволны, т. е. амплитуда колебаний увеличивается в два раза, и длина волны уменьшаетсятакже в два раза. Таким образом, в электролите образуется на поверхности жидкости комбинационная стоячая волна под действием которой, за счет энергии электрического поля, так как изменение энергии такой системы за счет магнитного поля очень мало, поверхность жидкости принимает неизменную во времени волнообразную форму. Возникновение столь высоких частот колебаний, соответствующих обычной ультразвуковой частоте, позволяет измерять расстояния между гребнями такой стоячей волны, а также величину амплитуды волны с помощью обычных оптических методов, например фотографированием в увеличенном масштабе, Отметим также, что, как видно из вышесказанного, легко регулируемая амплитуда колебаний определяет в данном случае длину стоячей поперечной волны.Остановимся на некоторых особенностях предлагаемого способа,Данное явление основано на использовании аномальных свойств водных растворов, их необычной текучести при 1 ( 10 - 10 гц и малой инерционности, т. е как отмечалось ранее, эти явления будут эффективны при 1(10 - 10 гц. При более высоких частотах потребуются значительно большие энергии для получения аналогичных явлений, так как модуль упругости водных растворов всего в 10 раз меньше, чем твердых тел,Эффект легкой текучести может проявляться только при наличии открытой поверхности жидкости, где возможно изменение поверхности в пространстве. В случае же помещения обезгаженной жидкости в жесткий объем, где могут проявляться только упругие свойства, данный способ вряд ли будет особенно эффективен. Однако поверхность жидкости может быть ограничена эластичными пленками или для случая агрессивных сред помещена в герметичный кожух с сохранением свободного пространства над жидкостью. Весьма перспективным может оказаться возбуждение стоячих волн переменной амплитуды и частоты с помощью импульсного тока или импульсного магнитного поля, т. е. как отмечалось, варьированием Н =и 1 =Также следует отметить, что эффект генерации колебаний может быть получен для случая переменного магнитного поля и электрического тока той же частоты, но со сдвигом фаз на л или - . Возможно также получение ко 2лебаний и при постоянном токе и переменном манитном поле. Предмет изобретения 1, Способ прямой генерации механических колебаний в объеме электролита, основанный на получении поверхностных стоячих волн путем преобразования энергии переменного электромагнитного поля в механические колебания жидкости, отличающийся тем, что, с целью расширения амплитудно-частотного диапазона, повышения коэффициента полезного действия с одновременным упрощением процесса, электролит, находящийся в диамагнитном объеме, помещают в постоянное однородное магнитное поле и пропускают через него переменный ток плотностью, постоянной по объему, и частотой, меньшей 104 - 105 гц.2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что электролит помещают в однородное переКорректор Е. Зимина Заказ 120/31 ХНИИ Изд,1164 Тираж 565 Государственного комитета Совета Минист по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5испо ипография, пр. Сапунова, 2 менное поле частотой, меньшей 10 - 10 гц, и пропускают через него постоянный ток, величина плотности которого постоянна по объему.3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что электролит помещают в однородное переменное поле и пропускают через него токтой же частоты, но со сдвигом фаз на л или7на - .25