Розенберг Л.Д. Физика и техника мощного ультразвука. Книга 1. Источники мощного ультразвука OCR
Подождите немного. Документ загружается.
Таблица
6
Влияние
коэффициента на
МОЩНОСТЬ
И3JIY'lевия
свистка
к
4,0
1,33
3,9
5,75
14,1
55,7
4,2
1,40
4,4
4,1
14,0
73,5
4,3
1,43
5,3
3,5
13,0
82,2
4,4
1,47
4,8
4,17
14,5
58,1
4,5
1,50
4,9
3,8
13,8
105,1
4,8
1,60
5,7
-
12,1
108,7
5,0
1,66
4,2
3,45
14,2
118,2
6,0
2,00
11
,2
4,0
6,4
79,5
вом
счете
это
предположение
сводится
к
тому,
что
К
нельзя
рассматривать
изолированно
от
других основных
параметров
настройки
генератора.
Частичное
подтверждение
последней
гипотезы
БЫJlО
получено
в
работе
[531.
Нроме
того,
на
генерацию
звука,
ПО-ВИДИМОМУ,
существенно
влияет
движение
газа
в
резонансной
полости.
Этот
вопрос
еще
совсем
не
исследо
вался
прим:енительно
к
газоструйным
излучателям,
хотя
в
последнее
вре
мя
движению
газа
в
узких
резонансных
трубках
начинает
уделяться
вни
мание
[391
в
связи
с
необходимостью
решения
некоторых
гидродинами
ческих
задач.
Анализируя
тщательно
проведенные
исследования
Р.
и.
Школьнико
вой
[32],
можно
прийти
к
выводу
о
том,
что
оптимальные
значения
К=1,64-1,66
соответствуют
случаю,
когда
площадь
поперечного
сечения
резонатора
вдвое
больше
сечения
втекающей
струи,
т. е.
когда
выпол-
няется
соотношение
d
p
=ad
c
Y2.
Так
как
для
сравнительно
высоких
давле
ний
(Р
о
=
4-5
аmu),
применявшихся
в
указанной
работе,
расширенир
свободной
струи
а
составляет
приблизительно
1,2,
то
К
= dp/dc =
=
1,2·1,41=1,68.
Исходя
из
этого
предположения,
основанного
на
необхо
димости
уменьшения
турбулизации
вытекающей
из
резонатора
струи,
сле
дует,
что
при
более
низких
давлениях
(когда
а<1,2)
и
особенно
для
стерж
невых
излучателей
(у
которых
струя
имеет
кольцеобразное
сечение)
должно
наблюдаться
увеличение
мощности
уже
при
меньших
значениях
:коэффициента
К,
что
и
имеет
место
в
действительности
(см.
гл.
5).
Ввиду
того,
что
указанное
предположение
еще
строго
не
обосновано,
то,
подводя
итоги
влияния
:коэффициента
К
на
излучаемую
мощность,
следует
отме
тить,
что
бесспорна
сейчас
необходимость
увеличения
d
p
до
диаметра
мак
симального
расширения
струи.
Дальнейшее
увеличение
К,
по-видимому,
можно
рекомендовать
лишь
после
проверки
каждой
конкретной
конструк
ции,
так
как
мощность
излучения
зависит
от
многих
параметров.
§
5.
Форма
наруmиой
кромки
резонатора
Большинство
исследований
Гартман
проводил
с
резонаторами,
наруж
ный
край
которых
был
срезан
под
углом
450,
так
что
ВХОДное
отверстие
ре
зонатора
имело
острую
кромку.
Для
проверки
ВОЗМОЖНОсти
работы
гене
ратора
с
резонаторами
других
типов
(учитывая
вЫСОкие
скорости
ис'тече
ния
газа)
им
были
снятЫ
характеристики
направленности
и
зависимо
сти
интенсивности
звука
от
параметра
1
для
свистков,
имевших
резонато
ры
с
плоским
и
сильно
заостренным
краем.
41.
На
рис.
25
ПОRазано
влияние
формы
наружной
RРОМRИ
резонатора
на
интенсивность
излучения.
Наряду
с
изменением
интенсивности
[30]
от
мечено
изменение
и
хараRтеРИСТИRИ направленности
излучателя:
если
для первых
двух
типов
резонаторов
маRСИМУМ
излучения
наблюдался
поч
ти
под
прямым
углом
R оси
сопло
-
резонатор,
то
для
третьего
резонато
ра
основной
лепеСТОR
ОRазался
смещенным
на
350
в
направлении
R
соплу.
Подобные
же
типы
резонаторов
исследовал
Буше
в
зависимости
от
давле
ния
сжатого
воздуха
(рис.
25, 6).
l,мОm/см
2
а
2
2~----~~~----~~---т----------~
J
L-
_____
---'-----
__
"..........
______
~_,
__________
_
4-
5
5 7
l,MM
1,
01;
~Oг-----------------------------------------
140
I------------------------------.I--~\
---------
!
1,.-·-)0._
/~
....
, 2
. -
----<"
,:
t ,
f 3
О
'-------------~/'-=c,."'"-~~~*.,.,\:..-'
....
-.
----:/--i,г'
.1
.....
Z::O::'::r..:..----'
(20
J '
___
.
/ t
О
f---------В'~------------------------------
f
2
2,5
3 3,5
4-
4,
5 5
Рис.
25.
Влияние
формы
наружной
RрОМRИ
резонатора
а
-
по
Гартману;
б
-
по
Б
уше
б
ТаRИМ
образом,
из
данных
Гартмана и
Буше
вытеиает,
что
наиболее
рационально
применение
резонатора
первого
типа
-
более
устойчивого
R
изменениям
давления
и
обеспечивающего
маRСИМУМ
излучения.
Резона
тор
с
ПЛОСRИМ
ираем
дал
самые
НИЗRие
ПОRазатели.
Изучение
спеRтральных
хараRтеРИСТИR
излучения
ПОRазало,
что
при
применении
резонаторов
с
толстыми
стеНRами
у
его
ираев
образуются
сильные
завихрения,
мешающие
распространению
упругих
RолебаниЙ.
С
другой
стороны,
при
СЛИШRОМ
ТОНRИХ
нромнах
(иан,
например,
у
резо
натора
второго
типа)
возможно
появление
сильного
шума, таRже
отри
цательно
СRазывающегося
на
излучении
основной
частоты.
Поэтому
иног-
42
да
реRомендуется
[56]
использовать
резонаторы
с
немного
притупленным
нраем
(толщина
RРОМRИ
0,01-0,04
мм).
Тан
нак
резонаторы
с
острой
RРОМRОЙ при
работе
в
условиях
ВЫСОRОЙ
запыленности
(при
Rоагуляции
твердых
аэрозолей)
быстро
разрушаются,
то
их
нельзя
использовать
в
промышленных
установнах.
Вынужденная
замена
резонаторов
первого
типа
на
третий
тип
(с
ВТУЛRами
из
твердого
сплава),
однано,
не
привела
R
ухудшению
работы
излучателей
[32].
iii
I
2 3
800
500
400
4
300
200
100
о
----~--~----~--~----~--~----~--~
7
8
.9
10
11
12
13
t,Иh
Рис.
26.
Зависимость
анустичесной
мощности
излучателя
от
параметра
l
для
различных
резонаторов
Более
того,
подобные
генераторы
оказались
менее
чувствительны
к
измене
ниям
давления
воздуха
и
хорошо
настраивались
в
ШИРОRОМ
диапазоне
частот.
Наши
испытания
различных
типов
резонаторов
К,
предназначенных
для
работы
в
стержневых
генераторах
(при
К
= 1,6),
ПОRазали,
что
в
первой
резонансной
области
(лежащей
в
районе
7
мм)
для
данного
типа
СВИСТRа
мощность
излучения
мало
зависит
от
формы
наружной
кромки
резонатора
(рис.
26).
Вдали
от
оптимальной
наСТРОЙRИ
излучателя
RРИ
вые
мощности
гораздо сильнее
отличаются
по
абсолютным
значениям,
хотя
харантер
зависимости
от
l
остается
тем
же.
Резонатор
с
ПЛОСRОЙ
RРОМRОЙ
(Rривая
2)
имел
хорошие
аRустичеСRие
ПОRазатели.
На
наш
взгляд,
столь
сильно
расходящиеся
мнения
в
отношении
пре
имуществ
и
недостатнов
различных
типов
резонаторов
объясняются
прежде
всего
тем,
что
УRазанные
выводы
были,
сделаны
для
излучателей
с
различными
коэффициентами
К.
Очевидно,
что
чем
меньше
диаметр
резо
натора
по
сравнению
с
маRсимальной
шириной
струи,
тем
сильнее
может
сказываться
недостаточно
хорошая
(в
аэродинамичеСRОМ
отношении)
фор
ма
входной
RРОМRИ
резонатора.
Поэтому при
К
= 1
были
получены
[30]
плохие
результаты
для
ре
::JoHaTopa
с
ПЛОСRИМ
нраем.
В
струе,
диаметр
RОТОРОЙ
превышал
диаметр
входного
отверстия,
наличие
толстой
RРОМRИ
существенно
затрудняло
те
чение
воздуха
и
препятствовало
установлению
Rолебательного
процесса.
Для
излучателя
с
К
= 1,33,
нан
это
следует
из
рис.
25,6,
различие
в
работе
СRазывается
слабее
[26],
тан
нан
струя
из
сопла
полностью
вхо
дит
в
резонатор,
и
неноторое
ухудшение
работы
резонатора
с
ПЛОСRИМ
нраем
может
быть
объяснено
лишь
ВОЗНИRновением
вихрей
на
нромне
при
вытеRании
воздуха.
СВИСТRИ
же
с
ВЫСОRИМ
Rоэффициентом
К
(-
1,6),
по-видимому,
полно
стью
лишены
недостатнов,
связанных
с
влиянием
формы
RРОМRИ
резонато
ра на
режим
излучения,
поэтому
в
работе
[32]
не
отмечено
уху,цшения
ра
боты
СВИСТRОВ
дЛЯ
резонаторов
с
ПЛОСRИМ
нраем.
ТаRИМ
образом,
можно
реномендовать
резонаторы
с
острой
RРОМRОЙ
для
1
<К
< 1,4.
При
К
> 1,4
форма
наружной
RРОМRИ,
по-видимому,
существенного
значения
не
имеет.
§
6.
В.JIИJlние
отражающих
поверхностей
Размер
излучающей
поверхности
в
газоструйном
генераторе
в
первом
приближении
равен
диаметру
струи,
поэтому
при
излучении
НИЗRИХ
ча
стот
таRОЙ
ИСТОЧНИR
можно
считать
точечным,
создающим
сферичеСRУЮ
волну,
неСRОЛЬRО
деформированную
присутствием
сопла
и
резонатора.
00
:и.
Рис.
27.
Характерная
форма
диаграммы
направленности
генератора
Гартмана
Когда
генератор
работает
на
ВЫСОRИХ
ЗВУRОВЫХ
И
ультраЗВУRОВЫХ
часто
тах,
особенно
при
больших
поперечных
размерах
СВИСТRа,
излучение
она
зывается
направленным.
Тан,
главный
лепеСТОR
излучения
большинства
генераторов,
с
RОТОРЫМИ
работал
Гартман,
был
расположен
приблизи
тельно
по
нормали
R
оси
сопло
-
резонатор
или
неСRОЛЬRО
повернут
в
сто
рону
резонатора
(рис.
27),
тогда
нан
по
оси
генератора
излучение
почти
не
наблюдалось.
В
большинстве
случаев
при
использовании
газоструйных
излучате
лей
необходимо
направленное
излучение
или,
во
всяном
случае,
излуче
ние
в
полупространство.
Поэтому
для
создания
однонаправленного
ПУЧRа
ЭВУRОВОЙ
энергии
используются
разного
рода
отражатели.
ПЛОСRие
ЗВУRовые
ПУЧRИ
могут
быть
получены
с
помощью
параболи
чеСRИХ
отражателей,
если
размер
выходного
зраЧRа
в
неСRОЛЬRО
раз
пр
е
вышает
излучаемую
аRустичеСRУЮ
волну.
Здесь
следует
отметить,
что
и
для
ЗВУRОВОГО
И
для
УJI.ьтраЗВУRОВОГО
диапазонов
частот,
в
ноторых
могут
работать
газоструйные
генераторы,
длины
волн
ОRазываются
несравнен
но
больше
длин
волн
в
ОПТИRе,
поэтому
требования
R
обрабОТRе
поверхно
сти
отражателей
здесь
существенно
снижены.
Например,
на
частоте
40
кгц
длина
волны
составляет
ОRОЛО
8
ММ,
поэтому
даже
при
амплитуде
шероховатости
поверхности
рефлеRтора
0,2
мм
отражение
аRустичеСRИХ
волн
можно
считать
зеРRальным; необходимость
в
шлифОВRе
и
ПОЛИРОВRе
поверхности
отражателей
в
этом
диапазоне
частот
отпадает.
Применение
параболичеСRИХ
рефлеRТОРОВ
позволяет
получить
плос
RИЙ
фронт
волны,
т.
е.
фаза
Rолебаний
в
поперечном
сечении
ЗВУRОВОГО
луча
будет
одинаRОВОЙ.
Однано
амплитуда Rолебаний
будет
распределена
неравномерно,
с
максимумом
излучения
по
оси
параболоида.
Это
опреде
ляется
следующими
обстоятельствами.
В
шаровой
волне
энергия,
прихо
дящаяся
на
единицу
поверхности,
не
зависит
от
углов
а
и
~
(см.
рис.
13),
но
энергия,
приходящаяся
на
шаровые
пояса
с
различными
широтными
углами
а,
будет
меняться
пропорционально
площади
пояса.
Поэтому
с
увеличением
широтного
угла,
при
одинаRОВОЙ
интенсивности
излучения.
энергия,
проходящая
через
шаровые
пояса,
увеличивается.
В
параболи
чеСRОМ
рефлеRторе
с
увеличением
широтного
угла
изменяется
и
р
адиус
вентор
и
угол
наRлона
отражающей
поверхности
R
лучу,
поэтому
площадь
Rольца,
соответствующая
единичному
широтному
углу,
сильно
растет
с
увеличением
а.
Следовательно,
при
одинаRОВОЙ
интенсивности
в
расходя
щейся
шаровой
волне,
генерируемой
СВИСТRОМ,
интенсивность
в
сечении
выходящего
ЗВУRОВОГО
ПУЧRа
ОRазывается
неодинаRОВОЙ.
Для
создания
более
равномерного
распределения
амплитуды
Rолеба
ний
в
сечении
ПУЧRа
можно
немного
деформировать
хараRтеРИСТИRУ
на
правленности,
сместив
область
генерации
СВИСТRа
относительно
фОRуса
параболоида.
Для
удовлетворительной
работы
рефлеRтора
необходимо,
чтобы
он
был
достаточно
жеСТRИМ
(в
аRустичеСRОМ
смысле),
т.
е.
чтобы
энергия,
пада
ющая
на
его
поверхность,
полностью
отражалась.
При
недостаточной
жест
RОСТИ
рефлеRтора
падающие
волны
возбуждают
в
нем
изгибные
и
другие
моды
Rолебаний,
в
результате
чего
на
поверхности
рефлеRтора
устанавли
вается
система
стоячих
волн.
Это
означает,
что
Rаждая
ТОЧRа
рефлеRтора
будет
иметь
свою
амплитуду
и
фазу
RолебаниЙ.
Существование
таного
до
полнительного
ИСТОЧНИRа
Rолебаний
может
уменьшить
основное
излуче
ние
в
неСRОЛЬRО
раз.
В
табл.
7
приведены
результаты,
полученные
Гартманом
[30]
при
ис
следовании
работы
генератора
с
параболичеСRИМ
рефлеRТОРОМ
(с
фОRУСНЫМ
расстоянием
7,5
см
и
отношением
длины
волны
R
выходному
диаметру
зраЧRа
ОRОЛО
1:
10).
Таблица
7
Влияние
рефпентора
на
интенсивность
и
MO~OCTЬ
излучения
2,5
2,5
18
16,8
0,076
215
24,5
1,63
6,7
2,5
2,5
18
14,2
0,076 185
24,5
2,18
8,9
4,0
5,0
30,2
22,2
0,16
140
57,4
5,4
9,4
4,0
4,0
24,5
20,2
0,16
125
57,4
2,25
3,9
в
таблице
I
max
-
интенсивность'
излучения
по
оси
в
случае
исполь
зования
параболичеСRОГО
отражателя,
а
1 -
при
его
отсутствии.
Хотя
интенсивность
излучения
по
оси
возросла
в
125-215
раз,
однано
полная
излучаемая
мощность'
W
р
существенно
упала
по
сравнению
с
мощностью
W
а
того
же
излучателя
без
рефлеRтора.
Поэтому
при
проеRтировании
рефлеRТОРОВ
необходимо
учитывать
возможность
возбуждения
отражате
ля
и
не
делать
его
СЛИШRОМ
ТОНRИМ.
В
частности,
для
обычного
диапазона
частот
толщина
рефлеRтора
из
алюминиевого
сплава
должна
быть
не
ме
нее
4-5
мм.
В
неноторых
случаях
(особенно
при
УЗRОЙ
хараRтеРИСТИRе
направ
ленности
генератора)
используется
другая
RОНСТРУRЦИЯ
излучателя,
Рис.
28.
Газоструйный
излучатель
с
фигурным
отражающим
донышком
и
экспоненциальным
рупором
[26]
1,
ОО
I 2
5
/40
f------------------
IзО~---------_=~~~~~~~с;~~
...........
_._.,
/20~------~~~--~L---~-------
2
110г-----~~~--------------------
100~--~----~--~------~--~-----
/40
1--------------------------------
/зОI--------~~~~-~~~~-~
120г---------+~~~=·~~·~·_-·~~·--~8~
I/Ог---~~--~-------------------
100L-~~L----L--~------~--~----
I
2,5 3,5 5 5,5
Ро,иmи
РИС.29.
Влияние
формы
ДOHЫlIIKa
вторичной
камеры
на
интенсивность
излучателя
[49]
в
RОТОРОЙ
ось
сопло--резонатор
расположена
перпеНДИRУЛЯРНО
оси
излуче
ния.
В
этом случае генератор
работает
на
УЗRУЮ
труБRУ
[57, 58]
(вторич
ную
резонансную
намеру)
или
на
согласующий
ЭRспоненциальный
рупор
(рис.
28).
С
таRИМ
излучателем
Буше
исследовал
различные
формы
отражающих
донышеR
и
сравнивал
данные
с
результатами,
полученными
при
работе
СВИСТRа,
не
имевшего
ни
резонансной
(задней)
намеры,
ни
рупора
(Rривая
6
на
рис.
29).
Нан
ПОRазывают
графИRИ,
наилучшей
формой
отражателя
следует
считать
полусферу;
неСRОЛЬRО
худшие
результаты
дает
ПЛОСRИЙ
от
ражатель.
При
этом
не
следует
забывать,
что
хотя
применение
согласую
щего
рупора и
камеры
вторичного
резонанса
позволило
увеличить
интен
сивность
на
10
дб по
сравнению
со
СВИСТRОМ
без
рефлеR10ра
(ср.
Rривые
1
и
6),
но,
учитывая
существенную
разницу
в
хараRтеРИСТИRах
направлен
ности
излучателей,
увеличение
полной
аRустичеСRОЙ
мощности,
по-ви
димому,
не
должно
превышать
3
дб.
Газоструйные
генераторы
обладают
малым
аRустичеСRИМ
внутренним
сопротивлением,
и
поэтому
их
излучение
очень
зависит
от
ОRружающей
среды.
Известно,
например,
что
даже
измерительный
МИRРОфон,
распо
ложенный
на
БЛИЗRОМ
расстоянии
от
излучателя,
может
изменять
часто
ту
и
интенсивность
излучения
[52J.
Следовательно.
расстояние
от
отра
жающего
ДОВЫШRа
до
оси
сопло
--
резонатор
должно
выбираться
из
таного
расчета,
чтобы
отраженная
волна
приходила
в
зону
генерации
с
той
же
фазой,
что
и прямое
излучение.
Если
в
качестве
отражающей
поверхности
выбрана
плоскость,
то
мак.
симум
излучения
по
оси
будет
при
расположении
области
генерации
0'1'-
носительно
стенки
на
расстояниях
,
"л
al=mz:
(m=
1,2,
З
...
).
(З9)
"У"казанное
изменение
интенсивности
при
перемещении
оси
излучателя
перпендикулярно
отражателю
объясняется
интерференцией
прямых
и
отраженных
лучей.
Экспе-
риментальные
исследования,
1,
Вт/сн
2
о
проведенные
В.
П.
Куркиным
(рис.
зо,
а)
[27],
дали
воз
можность
вывести
формулы
для
вычисления
расстояний
8
от
оси
сопло
-
резонатор
до
сферической
отражающей
по
верхности
для
получения
максимального
излучения
на
4
~~--~~------~--------~~~--~
оси:
(40) 2
f----+--~-+--.L----+__-______j
о
1,2
'1,
fJ
(где
f -
частота
в
гц;
с
скорость
звука
в
сж/сек,;
у
n -
корни
функции
Бесселя
нулевого
порядка)
и
миниму
ма
излучения:
30г-----~-----г----_т------г_----
"
с
( )
f,Ktq
(41)
а
=
4n!
Yn-Yn-l'
20~--~~--~~~~--~~--~------~
Для
определения
оптималь-
ных
величин
а'
В.
П.
Кур
кин
предложил
номограмму
(рис.
зо,
б),
с
помощью
кото-
10
I---i-\-~--+,-~--+-'------=:::"~r-------~--='I""-....-i
рой
(выбрав
рабочую
часто
2,0
§
3,0
4,0
а;
СН
ту,
соответствующую
опти
мальному
режиму
работы
по
кривой
f =
~
с/nас)
по
гра-
О
фикам,
соответствующим
оп
ределенным
значениям
кор
ней
функции
Бесселя
,
можно
отыскать
необходимое
рас
Рис.
30.
Влияние
расстояния
от
оси
сопло
-резо
натор
до
отражателя
на
интенсивность
ЗВУRа
а
-
ЭRспериментальные
результаты;
б
-
номограмма
для
стояние
от
оси
свистка
до
расчета
расстояния
до
отражателя
сферического
отражателя.
Из
полученных
зависимостей,
подобных
приведенным
на
рис.
зо,
а,
В.
П.
Куркин
сделал
вывод
о
возможности
существенного
увеличения
мощности
при
надлежащем
выборе
расстояния
а'.
По
нашему
мнению,
этот
вывод
недостаточно
обоснован,
так
как
при
исследованиях
В.
П.
Кур
кин
измерял
не
общую
мощность
излучения,
а
лишь
интенсивность
по
оси.
Появление
же
по
оси
излучателя
максимальных
и
минимальных
зон
может
быть
объяснено
обычной
интерференцией
в
ближней
зоне.
§
7.
Методика
расчета
генератора
Гартмава·
Расчет
основных
параметров
генератора
Гартмана
с
а
с
=
а
р
= h
для
получения
максимального
К.П.Д.
сводится к
следующему
[зо].
Задав
шись
требуемой
частотой
излучения,
по
формуле
(З2)
определяют
необ
хо~имый
диаметр
сопла
ас.
Пределы
регулировки
частоты
вычисляются
47
по
формуле
(30)
для
выбранного
рабочего
давления
Р
О:
R =
100(fm-to)
=
885
(Р
-о
9)2
01-
f
т
'
О
,
1'0·
(42)
Начало
первой
области
не
стабильности
а
1
вычисляется
по
формуле
(27),
а
ее
конец
Ь
1
-
по
формуле
(6).
В
некоторых
случаях
удобнее
вычис
лять
длину
самого
интервала
нестабильности:
Ь
1
-;
аl
= 0,43
-v
Р
О
--1,86.
(43)
с
Поскольку
кромку
резонатора
рекомендуется
располагать
во
второй
трети
интервала
а
1
Ь
1
,
параметр
l
определяется
по
формуле
(28).
Для
настройки,
характеризуемой
найденными
параметрами
l
и
h,
акустическая
мощность
может
быть
вычислена
следующим
образом:
W
a
=
295d~V
Р
О
- 0,9
вт.
(44)
Мощность,
необходимая
для
поддержания
требуемого
потока
воздуха,
равна
т,"Г
п
= 5250
(Р
О
+ 1,03)
[(Р
О
+
1,03)0.29
-1]
a~
вт.
(45)
Тогда
К.П.д.
излучателя
(46)
а
расход
воздуха
Q
при
заданном
давлении
Р
О
Q = 0,852 .
a~
(Р
О
+ 1,03)
Jrt3/
JUuU
•
(47)
Всюду
в
приведенных
формулах
d
c
следует
брать
в
CJU,
а
Р
О
-
В
к,г/с;ма
(аmи).
Для
вычисления
указанных
величин
можно
воспользоваться
также
номограммами,
приведенными
в
работе
[30].
Если
необходимо
обеспечить
направленное
излучение,
генераторы
сле
дует
снабжать
параболическими
рефлекторами.
Для
удовлетворительной
работы
излучателя
выходной
диаметр
рефлектора
D
должен
по
крайней
мере
в
несколько
раз
превышать
длину
излучаемой
волны.
В
этом
случае
угол
расхождения
пучка
е
определяется
известным
соотношением
sin
е
= 1,22
~
• (48)
Глава
4
РАЗНОВИДНОСТИ
ГЕНЕРАТОРА
ГАРТМАНА
§ :1.
Конструктивные
особенности
раз.JIИЧНЫХ
Da.JIучате.JIеD
Промышленные
образцы
газоструйных
генераторов
только
начинают
появляться,
и большинство
опубликованных
работ
посвящено
изучению
закономерностей
генерации
с
целью
получения
данных
об
оптимальных
параметрах
настройки,
поэтому
естественно,
что
используемые
в
этих
исследованиях
опытные
конструкции
излучателей
сравнительно
сложны.
В
них
предусмотрена
возможность!
перемещения
резонатора
по
отноше
нию
к
соплу,
смены
сопла
и
резонатора,
изменения
глубины
последнего
и
т.
д.
Примером
такого
излучателя
может
служить
излучатель
ГС-5,
разра
ботанный
Одесским
политехническим
институтом
[51, 59].
Схема
этого
генератора
мощностью
около
1
к,вm
показана
на
рис.
31,
а.
Для
подстрой
ки
глубины
резонатора
в
нем
использована
микрометрическая
подача.
48
7
Рис.
31.
Схема
генератора
типа
ГС-5
(ОПИ)
а
-
лабораторный
вариант:
1 -
сопло;
2 -
кольцевой
держатель;
3 -
рефлектор;
4 -
резонатор;
б
-
микрометрическаfl
подача;
б
-
промышленный
вариант·
излучателя
(ГС-5А)
с
выбросом
отра
ботанного воздуха:
б
-
отражатель;
7 -
канал
ДЛfl
отвода
воздуха
4
Источники
ультразвука
На
рис.
31,
б
ПОRазан
промышленный
вариант
этого
излучателя
(ГС-5А)
с
отводом
отработанного
воздуха.
Вместо
параболичеСRОГО
отражателя
в
нем
использован
ПЛОСRИЙ
рефлеRТОР,
расположенный
под
верхней
Рис.
32.
Схема
излучателя
ГС-12
(ОПИ)
RРЫШRОЙ
Rорпуса
излуча
Teля.
Сохранение
в
промыш
ленном
варианте
МИRроме
тра
ДЛЯПОДСТРОЙRИ
генера
тора,
по-видимому,
УRазы
вает
на
недостаточную
ста
бильность
излучения
при
изменениях
давления
и
неноторых
других
фаRТО
ров,
например
ОRружаю
щей
температуры.
Очевид
но,
что
в
промышленных
RОНСТРУRЦИЯХ
параметры
излучателя
должны
быть
выбраны
тан,
чтобы
в
про
цессе
работы
при
неното
рых
Rолебаниях
давления
сжа
того
воздуха
они
не
тре
бовали
изменения
парамет
ров
l
или
h.
Большая
работа,
про
веденная
ОдеССRИМ
поли-
техничеСRИМ
институтом
по разраБОТRе
и
исследованию
газоструйных
излучателей
[28, 51, 52J,
позволила
создать
целую
серию
различных
генераторов,
работающих
в
пределах
частот
от
4
пгц
и
дО
ВЫСОRИХ
ЗВУRОВЫХ.
Наибольшее
распростра
нение
в
излучателях
RОНСТРУКЦИИ
ОПИ
получили
системы
с
перпеНДИRУ
лярным
расположением
оси
сопло
-
резонатор
по
отношению
R
намере
оз
вучивания.
Один
из
таRИХ
излучателей
типа
ГС-12
ПОRазан
на
рис.
32.
Его
отличительной
особенностью
является
применение
сопла
с
малым
нонусом
схождения,
позволяющим
получить
более
равномерное
поле
СRоростей
в
струе.
РазраБОТRОЙ
различных
RОНСТРУRЦИЙ
газоструйных
СВИСТRОВ
занимал
ся
Буше
[26, 49J.
Неноторые
данные
созданных
им
СВИСТRОВ
приведены
в
табл.
8.
СВИСТRИ
располагались
в
резонансной
намере,
аналогичной
изо
браженной
на
рис.
28.
Таблица
8
Основные
RОНСТРУRтивные
параметры
излучателей,
разработанных
Буше
.,~";'теЛR
I
",.
~I
'.
~
I
h.
~
I
к
I
/,
n
Щ
1
Ро,
атu
I
G, ejcen
I
W
a
,
вт
I
7),
%
У
1
4,5
9,0
6,5
1,61 9
1,0
7,6
12,1
2,5
У
2
1,8
3,25
5,0
2,5
10,5
4,0
2,9
12,1 4,1
G
1,5
1,97
1,9
1,33
32
2,8
1,6
60,1
28
А
1,5
2,0
5,0
1,33
14
4,0
2,1
-
8
Нан
видно
из
табл.
8,
маRсимальное
значение
мощности
получено
с
помощью
СВИСТRа
типа
С,
работающего
при
сравнительно
неВЫСОRИХ
пере
падах
давления
(до
3
аmu);
этот
излучатель
имеет
R.П.Д.
28 %,
тогда
нан
50