Юный техник 2000-07, страница 73

стенкам описанным приоор (или стеклянный шприц) можно установить в проектор и показывать опыты на экране целому классу. В частности, можно очень эффектно показать, что кавитация способна очищать поверхность загрязненного предмета (рис. 2). Смажьте вазелином маленький болгик и бросьге его на дно прибора. После первого же щелчка он окажется окутан белесым мутноватым облаком. Это благодаря микровзрыеам кавигационных пузырьков жир срывается с поверхности предмета. При этом он дробится на мельчайшие капельки и образуется устойчивая смесь воды и масла. Еще несколько щелчков — и деталь станет чистой. Вазелин можно запенить керосином или бензином. Результат будет тот же — получится эмульсия. Доказано, что водно-топливная эмульсия можег значительно улучшить рабогу автомобильных двигателей — получить чисты/ выхлоп, сэкономить нефть. Надо лишь научиться делать ее в достаточных количествах. Но вернемся к кавитации. Что же происходит при схлопывании пузырька? Упрощенную теорию явления предложил в 1919 году лорд Рэлеи. В основе ее допущение, что в идеальной сплошной жидкости образуется абсолютно лустая полость. Под действием давления стенки ее надвигаются друг на друга (рис. 3). Можно доказать, что по мере сжатия полости скорость их сближения возрастает и к моменту столкновения становится бесконечно большой. Таким же будет и давление, вызванное соударением. Однако в реальных условиях

кавитационная полость содеожит пары и газы. С процессе схлопывания они должны от сжатия нагреваться, бесконечно больших скоростей и давлений уже не получится. И такой, казалось бы. поосюи процесс может развиваться по самым различным сценариям. Например, образующееся при сжатии газовой полости тепло может успеть полностью или частично переищи к жидкости и истрачено на химические реакции, идущие с поглощением тепла. Попытки измерить параметры процессов, происходящих в реальности, приносят довольно неожиданные результаты. Скорость движения стенок полости от оОО до 2500 м/с, температура от 6000 до 11 иОО градусов. Удивительные результаты дает измерение давления. Вполне серьезные авторы оцениьаюг его по-разному — от 12 000 до 450 000 атмосфер? Так что не удивительно, что ни один материал не может противостоять кавитации. Однако мы не знаеч чю происходит на самых последних, заключительных стадиях схлопывания пузырьков. Мы даже не знаем, как присгупить к их изучению. Судите сами. До определенных пределов кавитацненные процессы можно рассматривать под микроскопом и снимать кинокамерой. Но и здесь уже приходится производить съемку с частотой около миллиона кадров в секунду. Изучать кавитацию на этапе сжатия полости, когда она уже не видна даже в с тгичегкий микроскоп, и совсем трудно. Согласно некоторым гип-лезам температура на заключительных стадиях может достигать десятков миллионов градусов при давлении в сотни миллионов атмосфер.

69