Estudio de la frontera de extinción en el espacio de fases R0- PA en sonoluminiscencia. Comparación entre experimentos y teoría.

RAÚL URTEAGA; DAMIÁN H. DELLAVALE; FABIÁN J. BONETTO

La Plata Buenos Aires Argenitna

Congreso; 90a Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2005

Asociación Física Argentina

Una de las preguntas abiertas hasta el momento en sonoluminiscencia, es determinar que  produce la extinción de la burbuja para presiones acústicas elevadas. Se han propuesto varios mecanismos que pueden ser los responsables de la extinción de la burbuja tales como la disolución, la inestabilidad paramétrica o de forma, la inestabilidad de Rayleigh-Taylor, y la fuerza de Bjerknes. En este trabajo se compararon datos experimentales del espacio de fase R0-Pa de una burbuja sonoluminiscente con predicciones teóricas de las fronteras esperadas para los diferentes mecanismos de extinción. Como sistema de estudio se utilizó aire disuelto en agua a temperatura ambiente en concentraciones entre 10% y 100%. Se realizaron rampas ascendentes en presión acústica y se midieron los tiempos de colapso. Los valores de tiempo de colapso se convirtieron a valores de R0 realizando un ajuste con el modelo numérico y la presión acústica se determinó utilizando una calibración de un micrófono pegado en la pared del resonador.  El modelo numérico utilizado esta basado en un sistema de ecuaciones ordinarias diferenciales, que tienen en cuenta los fenómenos físicos que se presentan durante la dinámica de la burbuja: Condensación y evaporación del vapor, difusión del gas no condensable en el líquido, difusión del vapor en el gas, transferencia de calor y las reacciones químicas de todas las especies presentes.  Los datos experimentales muestran que la frontera de extinción esta determinada por diferentes mecanismos, dependiendo de la concentración de gas utilizada. Para concentraciones elevadas, la frontera esta determinada por la inestabilidad parametrica, mientras que para concentraciones menores al 40% la extinción se debe principalmente a la inestabilidad de Rayleigh-Taylor. La intensidad de sonoluminiscencia presenta una disminución en las cercanías de la frontera de extinción y este hecho puede ser atribuido a la presencia de la fuerza de Bjerknes que inestabiliza la burbuja pero no lo hace en forma suficientemente intensa para destruirla.