Akustiska strömmar

Akustiska strömmar (akustisk eller ljudvind) är virvelströmmar som uppstår i ett intensivt ljudfält i vätskor och gaser. De uppstår främst i fallet med fältinhomogeniteter och nära hinder i vägen för en ljudvåg. Rayleigh var en av de första som beskrev akustiska strömmar i ett experiment med en Helmholtz-resonator : en stämgaffel som låter framför resonatorn skapar en vind i dess motsatta ände som kan blåsa ut flamman från ett ljus [1] .

Naturen hos akustiska flöden förklaras av lagen om bevarande av momentum . En ljudvåg som passerar genom ett medium bär en impuls, som gradvis överförs till mediets partiklar, vilket orsakar deras ordnade rörelse. Hastigheten hos akustiska strömmar beror på ljudets intensitet och mediets viskositet.

Det finns flöden i ett fritt inhomogent ljudfält, flöden i stående vågor och flöden i ett gränsskikt nära hinder.

När ljudkällan börjar fungera uppträder inte akustiska strömmar omedelbart, utan gradvis, intensifieras tills mediets viskositet tillåter. De resulterande virvlarna kan leda till ljudspridning och förvrängning av ljudfältet, vilket skapar problem vid mätningar (till exempel med användning av en Rayleigh-skiva ).

Akustiska strömmar har användbara tillämpningar. Till exempel kan de användas i pumpar som arbetar i aggressiva miljöer. De kommer att påskynda processerna för mass- och värmeöverföring genom ytor som skapar hinder i ljudfältet. Akustiska strömmar är en av effekterna som används vid ultraljudsrengöring .

Anteckningar

  1. Strett, J. W. (Lord Rayleigh), Theory of Sound, 2:a upplagan, volym 2, M., 1955, sid. 212

Litteratur