КОНСТРУЮВАННЯ ЕЛЕКТРОАКУСТИЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ З УРАХУВАННЯМ КАВІТАЦІЙНИХ, ЕЛЕКТРИЧНИХ ТА ТЕПЛОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ Автореферат

У вступі обґрунтовано актуальність дисертаційного дослідження, сформульовано мету і задачі дослідження, визначено новизну отриманих результатів та їхнє практичне значення.

В першому розділі проведено аналіз літературних даних щодо навантажень, які діють на конструкції ПЕП під час їх експлуатації в рідині. Встановлено, що малодослідженими та такими, що перешкоджають тривалій експлуатації, а також становлять небезпеку для цілісності конструкцій ПЕП, є кавітаційні, електричні та теплові навантаження.

Так, зокрема, зазначено, що методики розрахунку величин кавітаційних навантажень, що діють на конструкції ПЕП, практично відсутні. Обґрунтовано, що підходи до захисту конструкцій ПЕП від кавітації мають суттєво відрізнятись для гідроакустичних засобів та ультразвукових технологічних приладів і апаратів, оскільки для перших робота в режимі кавітації недопустима, а другі працюють саме в режимі розвиненої кавітації.

Також встановлено, що на етапі розробки конструкцій ПЕП практично відсутні методики розрахунку електричних та теплових навантажень, які дозволяли б виконувати чисельні оцінки розроблюваних варіантів конструкцій приладу, зіставляти їх з вимогами щодо забезпечення електричної та теплової міцності в умовах експлуатації ПЕП і на основі цього співставлення вибирати найбільш раціональні варіанти конструкцій.

Другий розділ присвячено аналізу і оцінці рівня кавітаційних навантажень, що діють на конструкції випромінюючих п'єзокерамічних перетворювачів, та розробці методики їх розрахунку .

В розділі розглянуто фізичні фактори, які обумовлюють появу кавітації в акустичному полі. Показано, що труднощі теоретичного й експериментального дослідження явища кавітації обумовлені великою кількістю факторів, що впливають на кавітаційну міцність рідини.

Під час роботи п'єзоелектричного випромінювача кавітація виникає в точці звукового поля, що найбільш сприяє розриву рідини. Серед факторів, що сприяють локальному розриву рідини, можуть бути: нерівномірний розподіл кавітаційних зародків в області звукового поля поблизу поверхні випромінювача, різні неоднорідності випромінюючої поверхні, що виникли внаслідок особливостей її технологічної обробки й конструкційного оформлення, інтерференційні максимуми звукового поля та ін. Показано, що саме характер розподілу звукового тиску в ближньому полі випромінювача відіграє головну роль у визначенні кавітаційного порогу випромінювача.

Врахування впливу ближнього поля випромінювача на кавітаційний поріг та порівняльну оцінку випромінюваної здатності конструкцій випромінювачів різних типів, при умові відсутності кавітації здійснювалось з використанням фактора кавітації випромінювача . Знаючи фактор кавітації випромінювача і величину кавітаційної міцності рідини можна оцінити поріг кавітації випромінювача.