Приращение скорости звука в микро- и нано- дисперсной системе за счет магнитофореза

Проведем оценку возможного приращения скорости звука в дисперсной системе с относительно крупными частицами ~ 1 мкм, для которых выполнено условие .

Следовательно,

. (3.38)

Дифференцируя выражение (3.13) по φ, получим:

.

При 1 на основании (3.12) (В^* =0,875) получаем

. (3.39)

Скорость звука в выделенном объеме возрастает пропорционально R² и . Если, например, =-2500 м/с, =1, R =1 мкм, =300 c, 10⁷ А/м², 0,1, 1,3 кг/(м×с), 4,77·10⁵ А/м, h=10^{-2 м, то 7,5 м/с.}

При больших концентрациях 0 и магнитодиффузия слабо влияет на величину c.

Перераспределение концентрации дисперсной фазы по объему обусловливает появление градиента скорости звука и как следствие — рефракции звуковых пучков [133, 134]. Для количественной оценки рефракции воспользуемся результатами геометрической (лучевой) теории, применимой в случае малого изменения параметра неоднородности ( – градиент скорости звука), т.е. при 1 или 1. В приведенном выше примере приращение скорости звука на отрезке h =1 см имеет порядок 10 м/с и, следовательно, 10³ c^-1. Поэтому на частоте 2 МГц 10⁴ и указанное неравенство выполняется. В случае постоянного градиента скорости звука траекторией луча является окружность радиуса , где – угол выхода луча из источника, образованный между нормалью к градиенту скорости и волновым вектором, а c_s – скорость в окрестности источника [134]. Для луча, вышедшего из источника по нормали к градиенту скорости, 0 и . Если с =1200 м/с, 750 с^-1, то 1,6 м. Угол поворота волнового вектора на расстоянии S_a от источника, отсчитываемом по дуге окружности, составит . Отсюда при 3 см 1⁰.

Дата добавления: 2015-06-25