INFLUENCE OF THE PARAMETERS OF ACOUSTIC WAVES ON THE CHARACTERISTICS OF CAVITATION BUBBLES IN LIQUID ALUMINUM

Проведен расчет параметров кавитационного пузырька при облучении расплава алюминия акустическими волнами. Получены зависимости числа Маха от амплитуды при частотах 1-20 кГц, использованных в экспериментах. Установлена связь между резонансной частотой акустических волн и размером кавитационных пузырьков в жидком алюминии. В допущении возможности обобщения линейной теории Миннерта на случай вязких жидкостей получена зависимость максимального радиуса кавитационных пузырьков от частоты акустического поля при различных температурах с учетом поверхностного натяжения, плотности и вязкости жидкого алюминия. Установлено, что с увеличение частоты акустического поля радиус кавитационных пузырьков уменьшается. Оценено изменение температуры внутри кавитационного пузырька в зависимости от радиуса пузырька в любой момент его сжатия при адиабатических условиях. Показано, что при уменьшении радиуса пузырька до критического размера, температура внутри него может возрастать на порядок. Calculation of parameters of a cavitation bubble during irradiation of aluminum melt with acoustic waves is carried out. The dependences of the Mach number on the amplitude at frequencies of 1-20 kHz used in the experiments are obtained. A relationship has been established between the resonant frequency of acoustic waves and the size of cavitation bubbles in liquid aluminum. Allowing the possibility of generalizing the Minnert linear theory to the case of viscous liquids, the dependence of the maximum radius of cavitation bubbles on the frequency of the acoustic field at different temperatures is obtained, taking into account the surface tension, density and viscosity of liquid aluminum. It has been established that with an increase in the frequency of the acoustic field, the radii of the cavitation bubbles decrease. The temperature change inside the cavitation bubble is estimated as a function of the bubble radius at any moment of its compression under adiabatic conditions. It is shown that when the bubble radius decreases to a critical size, the temperature inside it can increase by an order of magnitude.