Тема: РАСПРОСТРАНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ В ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ

В настоящее время ультразвуковые исследования являются информативным средством для изучения структуры веществ и различных происходящих в них физико-химических процессов [1]. Особенности ультразвукового излучения привели к широкому использованию ультразвука в самых разнообразных областях. Например, уже полвека одним из основных способов изучения строения организмов является ультразвуковое исследование. На данный момент медицина использует этот метод диагностики, так как он является относительно безвредным по сравнению с рентгеновскими лучами и прост в использовании, в отличие, от магнитно-резонансной томографии. Ультразвук играет не маловажную роль и в фармацевтической промышленности. С его помощью проводят размельчение и диспергирование среды, применяя это при изготовлении коллоидных растворов, высокодисперсных лекарственных эмульсий. В пищевой промышленности ультразвуковая техника применяется в целом ряде технологических процессов, в том числе для стерилизации, пастеризации и дезинфекции продуктов. С помощью ультразвуковых колебаний можно повысить качество пищевых продуктов, и улучшить технологические процессы их изготовления.
Все эти применения основаны на исследованиях физических процессов, происходящих в ультразвуковых полях.
В данной работе привлекается ультразвуковой метод для исследования взвеси крахмальных частиц. Исследуемая дисперсная система состоит из дисперсной фазы (вода), в которой хаотично взвешены изолированные друг от друга частицы крахмала (диспергированная фаза), имеющие разный размер глобул. Когда крахмальное зерно находится в воде, происходит разрыв водородных связей молекул, возрастает гидратация амилозы и амилопектина, что приводит к увеличению размеров частиц, а именно возникает процесс набухания. Для описания динамических процессов в структурно-неоднородном материале привлекаются несколько моделей, в том числе и модель микронеоднородных сред Мандельштама.
Целью данной диссертации является исследование при помощи ультразвуковых волн динамики изменения дисперсно-гетерогенной системы на примере взвеси крахмальных частиц. С этой целью измерялся коэффициент поглощения ультразвуковых волн во взвеси частиц крахмала. При исследовании рассматривается ряд теорий, посвященных распространению ультразвуковых волн в гетерогенных системах, таких как, теория С.М.Рытова, М.А. Исаковича, Аллегра и Хавлея, Френкеля, Био, И.А.Чабан.

Купить

После проведения исследования при помощи ультразвуковых волн динамики изменения дисперсной системы на примере 5% взвеси крахмальных частиц было показано, что:
1. потери акустической энергии в крахмальных взвесях, в основном, определяются потерями внутри частицы;
2. процесс изменения размера частиц связан с процессом набухания частиц. Также было определено время максимального набухания частиц - 10 часов;
3. было показано, что после максимального набухания частиц происходит их разрушение.

Купить