Борис Кудрявцев - О неслышимых звуках

Кроме того, более крупные частички дыма или тумана в силу большей массы отстают в своих движениях от более мелких, и в результате возрастает число соударений, ведущих к образованию крупных частиц.

Звуковая коагуляция уже используется в технике. Ультразвук применяют для улавливания мельчайших частичек сажи, в сернокислотной промышленности для осаждения тумана серной кислоты и т. п.

С помощью звуковых колебаний можно очищать от дыма, выходящего из фабричных труб, воздух городов и заводских поселков. Этот способ, несомненно, найдет широкое применение, так как с его помощью можно улавливать частицы, свободно проходящие через обычные очистительные фильтры.

Борьба с пылью и мельчайшими капельками различных химических соединений, попадающими в воздух из заводских труб, имеет огромное значение. Пыль приносит большой вред и окружающему населению, и животным, и растениям.

В промышленных установках для осаждения мелких частиц пользуются мощными звуковыми колебаниями, получаемыми при помощи специальных сирен.

Мощная ультразвуковая сирена состоит из двух дисков: неподвижного — статора и быстро вращающегося — ротора.

Подвижный диск снабжен зубцами, которые приходятся против отверстий в неподвижном диске. При вращении ротора против отверстий в неподвижном диске оказываются попеременно то зубцы, то промежутки между ними. Если подвести, как это показано на рис. 43, к зубцам ротора сжатый воздух, то из отверстий статора вырвется прерывистая струя воздуха, которую рассекают зубцы вращающегося ротора. В воздухе, окружающем сирену, образуются чередующиеся сжатия и разрежения, то есть возникнет звуковая волна. Ультразвуковая сирена с диском, имеющим 110 зубцов, совершая 250 оборотов в секунду, создает волну с частотою, равной приблизительно 27 тысячам колебаний в секунду.

С помощью сирен можно получить чрезвычайно интенсивные звуковые и ультразвуковые колебания мощностью в несколько киловатт. Эта мощность настолько велика, что расположенный на пути звуковой волны кусок ваты через несколько секунд вспыхивает в результате превращения в теплоту поглощенной акустической энергии.

Предназначенные для очистки воздуха звуковые и ультразвуковые волны, полученные с помощью сирены, собираются в виде узкого луча специальными рефлекторами, напоминающими зеркала прожекторов (рис. 44). Сирена устанавливается на вершине специальной башни, и звуковая волна направляется сверху вниз.

Схема установки для улавливания печной сажи изображена на рис. 45. Смесь, в результате сгорания которой получается сажа, из подогревателя 1 направляется в реакционную камеру 2 . Образовавшаяся сажа, пройдя холодильник 3 , попадает в звуковую колонну 4 , на вершине которой и находится сирена.

Установлено, что увеличивать размеры частиц следует только до тех пор, пока скорость их оседания не достигнет приблизительно полусантиметра в секунду. Не имеет смысла добиваться дальнейшего увеличения частиц потому, что крупные агрегаты в звуковой волне будут вновь измельчаться.

Воздух с укрупненными частицами поступает в обычные пылеуловители (циклоны) 5 , где и осаждается основное количество сажи.

Частота звука, при которой осаждение частиц происходит особенно эффективно, зависит от их размера, и ее следует находить опытным путем.

Звуковым осаждением выгодно пользоваться, если диаметр улавливаемых частиц меньше одной тысячной доли сантиметра, а содержание их не ниже 4–5 граммов на кубический метр.

Как сообщает американская печать, ультразвуковые сирены с успехом применили в технике для покрытия глазурью изделий из фарфора и керамики. Предполагают, что в этом случае действие сирен не ограничивается только распылением, играет роль также и то, что под влиянием ультразвуковых волн вещество нагревается.