О неслышимых звуках

Опыты показали, что ультразвуковые и звуковые колебания ускоряют окраску различных тканей и поэтому могут использоваться для интенсификации процессов крашения. В некоторых случаях можно с равным успехом пользоваться как ультразвуковыми, так и звуковыми колебаниями, а в некоторых случаях, в частности при крашении трудноокрашиваемых тканей, только ультразвуковыми. Применение звуковых колебаний для ускорения крашения в больших промышленных масштабах пока затрудняется отсутствием соответствующих аппаратов и необходимостью выяснить некоторые технические и экономические вопросы.

Чем объясняется ускоряющее действие ультразвука, точно еще не выяснено. Вероятно, оно связано с изменениями в том слое, где соприкасаются две жидкости или жидкость и твердое тело. Эти же изменения, возможно, являются причиной увеличения скорости отдачи тепла нагретым телом окружающему его воздуху, если воздух заставить совершать звуковые колебания. Как показывают опыты, скорость отдачи тепла, при прочих равных условиях, увеличивается в несколько раз при обдувке нагретого тела воздухом, совершающим звуковые колебания. Правда, при ускорении теплоотдачи, возможно, играют значительную роль также те течения воздуха, которые возникают в нем при распространении интенсивных звуковых колебаний. Отдача тепла повышается и в том случае, если заставить колебаться само нагретое тело. Как предполагают, при этом прилегающий к телу нагретый слой растягивается, его граница как бы увеличивается. В зарубежной литературе есть сведения, что способность звуковых колебаний увеличивать теплоотдачу уже находит себе практическое применение.

Флюидизация

В последние годы в различных областях техники большое значение приобрел особый процесс, с помощью которого измельченные твердые тела удается заставить течь по трубам так, как если бы они были жидкостью, скажем, нефтью или керосином. Этот процесс назвали флюидизацией, от латинского слова «флюид», что означает «истечение».

Флюидизация важна не только потому, что она облегчает транспортировку самых различных материалов, начиная от твердого топлива и кончая хлебным зерном, но и потому, что благодаря ей удается осуществить многие ценные химические превращения. Особенно велико ее значение при переработке нефти с целью получения бензина. В одном из подобных процессов необходимые для реакции вещества, так называемые катализаторы, находятся во флюидном состоянии.

С успехом используется флюидизация и в других отраслях химической промышленности: при газификации угля, обжиге руд, приготовлении некоторых ценных химических продуктов… Для того чтобы флюидизировать какой-либо материал, его измельчают, насыпают не очень толстым слоем на специальную решетку и затем создают мощный поток воздуха или какого-либо другого газа, который заставляет частицы твердого вещества как бы парить в воздухе. Толщина слоя твердого материала («подушки») при этом увеличивается, твердое вещество занимает больший объем, и вся масса материала приобретает способность течь вместе с потоком воздуха, наподобие жидкости.

Однако не всегда легко флюидизировать материал. Иногда вместо флюидизации весь слой материала на решетке первоначально поднимается под давлением воздуха вверх, подобно поршню, затем разламывается и падает кусками вниз на решетку. При этом не возникает равномерного слоя материала, который существовал до того. В «подушке» образуются каналы, свободно пропускающие воздушный поток, в то время как вся масса материала неподвижно лежит на решетке. Как показал опыт, и в этом случае можно добиться флюидизации, если пропустить через слой материала интенсивные звуковые колебания. Конечно, при этом не следует пользоваться быстро затухающими в воздухе ультразвуками. Вполне удовлетворительные результаты можно получить с помощью достаточно интенсивных звуков низкой частоты, скажем, с частотой от 50 до 500 колебаний в секунду.

При озвучивании удается флюидизировать даже такие материалы, как мелко измельченный гипс, частицы которого при обычных условиях невозможно заставить парить. Под действием звуковых колебаний ранее плотный слой гипса за несколько секунд расширяется и приобретает способность течь.

Можно быть уверенным, что ультразвуковое осаждение и улавливание мелко раздробленных частиц, так же как ультразвуковая обработка твердых материалов, облегчение флюидизации и интенсификация химических процессов, найдут широкое применение в различных отраслях техники.

Глава 6. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ

Звук-браковщик

Человек уже очень давно научился использовать звуки для контроля качества различных изделий. В магазине и сейчас продавец, прежде чем завернуть в бумагу купленный стакан, щелкает его слегка пальцем, чтобы по звуку определить, нет ли трещины.

Так же, постукивая легким молоточком по ободу колеса железнодорожного вагона, осмотрщик проверяет, цело ли оно. Звенящий звук металла становится глухим в том случае, если в колесе есть дефект.

Но эти методы контроля грубы, несовершенны.