Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
Научные открытия в области изучения ультразвука.



Научное открытие "Ультразвуковой капиллярный эффект".

Формула открытия: "Экспериментально установлено неизвестное ранее явление аномального увеличения (в десятки раз) скорости движения и высоты подъема жидкости в капиллярах при непосредственном воздействии ультразвука и возрастание их с повышением температуры".
Автор: Е. Г. Коновалов.
Номер и дата приоритета: № 109 от 31 мая 1961 г.


Описание открытия.
Явление капиллярности – одно из широко распространенных в природе. Ствол, ветви, стебли и листья растений пронизаны множеством капиллярных каналов, по которым ко всем органам растения поступают питательные вещества. Свойство подъема жидкости по капиллярам используется в разных целях – от смоления шпал и изготовления специальной керамики, пропитанной расплавленным металлом, до соления сельди и огурцов.
Академик Академии Наук Белоруссии Е. Г. Коновалов обнаружил интересное явление – влияние ультразвука на продвижение жидкости по капиллярам. Ученый поставил простой эксперимент. Он прикрепил к излучателю ультразвукового генератора чашку с водой и опустил в нее капиллярную трубку. В соответствии с известными законами действия капиллярных сил вода в трубке поднималась на некоторую высоту и останавливалась. Когда же включался генератор, вода делала стремительный рывок вверх. Опыт был повторен с подкрашенной водой. После того как заработал генератор, в капиллярной трубке четко обозначились узлы и разрежения стоячих ультразвуковых волн.

Е. Г. Коновалов пришел к выводу, что если жидкость в капилляре совершает колебания под влиянием источника ультразвука, то капиллярный эффект резко возрастает: высота столба жидкости порой увеличивается в несколько десятков раз, значительно возрастает и скорость подъема. Исследователь экспериментально доказал, что в данном случае жидкость толкают вверх не радиационное давление и капиллярные силы, а стоячие ультразвуковые волны. Ультразвук снова и снова как бы сжимает столб жидкости и поднимает его вверх. Процесс идет до тех пор, пока напор, создаваемый ультразвуковыми волнами, не уравновесится высотой столба жидкости.

При резании металлов, особенно на больших скоростях, используются смазочно-охлаждающие жидкости. Они способствуют уменьшению трения, понижению температуры режущего инструмента, повышению его стойкости. Известно, что смазочная жидкость может проникнуть под резец. Но как? Ведь резец плотно прижат к изделию - давление достигает 200 кг/см2. Такое давление должно вытеснять жидкость из зоны резания. Капиллярным эффектом объяснить это явление не удавалось. Во-первых, капиллярные силы сравнительно слабы и скорость подъема жидкости мала, во-вторых, эти силы связаны с поверхностным натяжением, а высота подъема заметно падает с повышением температуры. А ведь в зоне резания даже при небольших скоростях температура доходит до 300°. Е. Г. Коновалов доказал, что кроме капиллярных сил действие оказывает возникающая при резании вибрация станка. У этой вибрации малая амплитуда и большая частота.

Ультразвуковой эффект применяется в неразрушающих методах контроля при производстве полупроводниковых приборов. Раньше, чтобы проверить герметичность корпуса транзистора, его помещали в ацетоновую ванну на 72 часа. Облучение ультразвуком может сократить время пребывания в ванне до 3 – 9 минут.
Ультразвуковой капиллярный эффект найдет применение в пропитке изоляционными составами обмоток электродвигателей, в окраске тканей и т. д. – словом, всюду, где требуется, чтобы жидкость проникла в поры какого-то тела. Е. Г. Коновалов говорил, что открытый, им эффект со временем послужит разгадке некоторых биологических явлений. Может ли сердце быть единственным источником движения крови? Ведь сердечно-сосудистая система – это капилляры общей длиной около 100 тыс. км. Если бы сердце и сосуды работали по известным законам гидродинамики, то, чтобы прокачать кровь, оно, как подсчитал Е. Г. Коновалов, должно быть в 40 раз мощнее. Нет ли у сердца помощника – ультразвукового насоса?

До сих пор ученые не могли объяснить, почему королевская примула цветет перед землетрясением. Этот цветок растет на острове Ява. Для местных жителей он служит прибором, предсказывающим приближение беды. Е. Г. Коновалов считает, что мощным толчкам земной коры предшествуют слабые колебания разных частот, в том числе и ультразвуковые. Они и ускоряют движение питательных соков по капиллярам растения, интенсифицируют процесс обмена веществ, и цветок расцветает. Лет двадцать тому назад индийские ученые Сингх и Панниах наблюдали влияние музыки на элодею и мимозу. Растения "слушали" музыку по полчаса в день. В это время они росли в полтора раза быстрее.




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МИРОЗДАНИЕ
Сайт создан в системе uCoz