Звукова хвиля, що розповсюджується - Велика Енциклопедія Нафти і Газа, стаття, сторінка 1

Звукова хвиля, що розповсюджується

Розповсюджується звукова хвиля є потік енергії, тому однією з найважливіших характеристик звукового поля є інтенсивність звуку / (Вт / м3) у заданій точці поля. Інтенсивність звуку визначається кількістю енергії, яка проходить через одиницю площі в заданому напрямку в одиницю часу, або, інакше кажучи, інтенсивність звуку в заданій точці поля визначається звуковою потужністю, яка проходить через одиницю площі в заданому напрямку. [1]

Звукова хвиля, що поширюється, характеризується силою звуку. [2]

Відстань між двома сусідніми стисканнями або розрідженнями звукової хвилі, що розповсюджується, називається її довжиною. [4]

Як зазначалося вище, звукопоглинання в безперервних середовищах характеризується зменшенням амплітуди звукових хвиль, що поширюються, в залежності від відстані. [5]

Під швидкістю звуку розуміють швидкість поширення у тілі малих збурень, зокрема пружних хвиль малої амплітуди. Слабкі пружні хвилі називають звуковими. У звуковій хвилі, що поширюється, процеси стиснення і розширення відбуваються настільки швидко, що теплообмін між тією частиною тіла, через яку проходить звукова хвиля, та іншими його частими практично невстигає статися. Так як внаслідок небагатьох змін стану дія внутрішнього тертя виявляється зникаюче малим, то звукові коливання можна розглядати як оборотний адіабатичний або ізоентропічний процес, незалежно від того, як змінюється стан всього тіла в цілому. [6]

Для цієї мети часто використовується явище кавітації-освіта у рідині під дією звукової хвилі бульбашок. Ці бульбашки будуть розширюватися і стискатися з частотою, що відповідає частоті звукової хвилі, що поширюється. При стисненнях бульбашки скорочують свої розміри, причому великі тиску, що виникають, можуть привести їх до повного зникнення, до захлопування. Оскільки тиску в бульбашках перед їх захлопуванням досягають декількох тисяч атмосфер, то в момент повного зникнення бульбашок відбуваються потужні гідравлічні удари, що призводять до руйнування матеріалу. Гідравлічні удари, що виникають при захлопуванні кавітаційних бульбашок, успішно використовуються для дроблення, диспергування багатьох речовин. Такі тверді тіла, як гіпс, графіт і деякі метали (мідь, срібло) легко диспергуються, подрібнюються ультразвуком. Та ж дрібна дія ультразвуку використовується при пайці алюмінію для руйнування його окисної плівки. [7]

Однак і в цьому випадку спостерігається згасання звуку, пов'язане з різними незворотними процесами, що відбуваються в звуковій хвилі. При коливальних рухах частинок пружного середовища між ними виникають сили внутрішнього тертя (в'язкість), і за рахунок роботи останніх частина звукової енергії безперервно переходить у тепло. Крім того, як уже зазначалося вище, в звуковій хвилі в кожний даний момент у сусідстві знаходяться розігріті області стиснення та охолоджені розрідження. Це у свою чергу пов'язано зі зменшенням енергії коливань,переходить у тепло. Таким чином, внутрішнє тертя (в'язкість) і теплопровідність середовища призводять до поглинання звукової енергії і безперервного зменшення інтенсивності звукової хвилі, що поширюється. [8]

Однак і в цьому випадку спостерігається згасання звуку, пов'язане з різними незворотними процесами, що відбуваються в звуковій хвилі. При коливальних рухах частинок пружного середовища між ними виникають сили внутрішнього тертя (в'язкість), і за рахунок роботи останніх частина звукової енергії безперервно переходить у тепло. Крім того, як уже зазначалося вище, в звуковій хвилі в кожний даний момент у сусідстві знаходяться розігріті області стиснення та охолоджені розрідження. Це своє чергу пов'язані з зменшенням енергії коливань, що у тепло. Таким чином, внутрішнє тертя (в'язкість) і теплопровідність середовища призводять до поглинання звукової енергії і безперервного зменшення інтенсивності звукової хвилі, що поширюється. Якщо / (х) є сила (потік) звуку, що пройшов у поглинаючому середовищі шлях х, то при проходженні наступного елементарного шару ах. [9]