Розенберг Л.Д. Физика и техника мощного ультразвука. Книга 1. Источники мощного ультразвука OCR
Подождите немного. Документ загружается.
R.П.Д.
излучателей,
предназначенных
для
работы
на
больших
давлени
ях,
не
превышает
8 % .
С
точки
зрения
устойчивости
работы
несомненный
интерес
представля
ют
нерегулируемые
свистки,
разработанные
Гипроникель
и
предназначен
ные для
коагуляции
аэрозолей
на
полупромышленных
и
промышленных
установках.
Схема
такого
свистка
со
строго
фиксиро
ванными
величинами
l
и
h
показана
на
рис.
33.
Результаты
измерения
мо
IЦности
подобного
свистка
(d
c
= 6
,м,м,
d
p
=10
,м,м,
h =
= 9,5
,м,м,
l
=10,5
,м,м),
про-
Таблица
9
Акустическая
мощность
нерегулируемого
свистка
конструкции
Гипроникель
Р
n
•
ати
j.
nгц
Без
реф
леитора
с
рсф
леитором
'
веденного
нами
при
излуче-
нии
в
открытое
пространство
4,0
6,8
222 224
на
расстоянииО,5,мот
источ-
4,5
7,1
210
18t
ника,
сведены
в
табл.
9.
5,0
6,3
213 196
Приведенные
данныегово
рят
о
весьма
хорошей
устой-
чивости
генерации
при
достаточнО
больших
пределах
колебания
дав
ления.
Различие
в
акустической
МОIЦности
при
работе
излучателя
с
реф
лектором
и
без
него
находится
в
пределах
точности
наших
измерений.
В
некоторых
типах
свистков,
предназначенных
для
работы
в
условиях
переменных
температур,
рекомендуется
автоматическая
ПОДСТРОЙRа
ча
стоты.
Последняя
может
быть
ОСУIЦествлена,
например
с
ПОМОIЦью
спи
ральной
пружины,
одеваЮIЦейся
на
хвостик
резонатора
[60].
При
повыше-,
нии
температуры
пружина
расширяется
и
поворачивает
резонатор
на
нуж
ный
угол
(в
пределах
±30
0
).
Резонатор
с
наружной
резьбой
расположен
в
гайке,
относительно
которой
он
и
перемеIЦается
при
расширении
или
сжатии
пружины.
Интересно
отметить,
что,
хотя
подаВЛЯЮIЦее
большинство
описанных
излучателей
работают
при
повышенном
давлении
в
сопле,
принципиаль
но
возможно
создать
СВИСТОR
обратного
действия,
в
котором
струя
возни
кает
при
создании
разрежения
вблизи
реЗОНИРУЮIЦей
камеры,
причем
используется
звуковая
волна,
распростраНЯЮIЦаяся
навстречу
потоку
воз
духа
(который
в
сопле,
по-видимому,
имеет
дозвуковую
скорость).
В
та
ких
системах
воздушный
ПОТОR
образуется
в
результате
разрежения
в
корпусе
свистка,
созданного
с
ПОМОIЦью
какого-нибудь
насоса
[61].'
На
рис.
34
показана
схема
подобного
свистка,
устанавливаемого
на
8оз[J!lХ
t
~
Рис.
33.
Нерегулируемый
свисток
конст
рукции
Гипроникель
(без
рефлектора)
Рис.
34.
Схема
излучателя
обратного
действия
1 -
сопло;
Z -
резонатор
4*
51.
автомашине
и
предназначенного
для
автоматичеСRОГО
управления
дверь
ми
гаража.
Частота
излучения
TaRoro
устройства
определяется
в
основ
ном
собственной
частотой
резонатора
и
почти
не
меняется
при
изменении
разрежения
в
RaMepe
в
пределах
+10
%.
При
применении
газоструйных
генераторов
для
сигнализации
воз
НИRает
необходимость
обеспечить
импульсный
режим
работы.
Для
это
го
можно
использовать
импульсную
подачу
воздуха
с
помощью
быстро
действующих
(например
элеRтромагнитных)
задвижеR
или
периодичеСRИ
прерывать
генерацию
вращающимся
ДИСRОМ
с
отверстием,
расположен
ным
между
соплом
и
резонатором
[62].
§
2.
МПОI'ОСВИСТRовые
ИЗolIучатеolIИ
Мы
уже
говорили,
что
частота
излучения
газоструйного
генератора
связана
с
диаметром
сопла:
с
его
уменьшением
частота
пропорционально
возрастает.
С
уменьшением
диаметра
сопла
снижается
таRже
расход
сжа
того
воздуха
и
соответственно
излучаемая
мощность.
Следовательно,
обычные
СВИСТRИ
Гартмана
на
ВЫСОRИХ
частотах
ЗВУRОВОГО
диапазона,
и
тем
более
на
ультраЗВУRОВЫХ
частотах,
отдают
незначительную
мощ
ность,
а
это
ограничивает,
Rонечно,
их
промышленное
применение.
Мощность
из·лучения
зависит
от
частоты
оптимальной
наСТРОЙRИ
[64]:
1
W=14,6.10
9
-
2
вт.
(49)
1т
При
заданной
рабочей
частоте
есть
два
пути
увеличения
излучаемой
мощ
ности.
Первый
очевидный
метод
заRлючается
в
использовании
неСRОЛЬ
ких
одиночных
излучателей
или
в
создании
МНОГОСВИСТRОВОЙ
системы.
Второй
метод,
сводящийся
R
увеличению
выходного
сечения
сопла,
мы
опишем
неСRОЛЬRО
позже.
Использовать
МНОГОСВИСТRовые
излучатели
первым,
по-видимому,
предложил
п.
Н.
КубаНСRИЙ
[63],
однаRО
долгое
время
эта
идея
не
была
реализована
из-за
трудности
синхронизации
работы
отдельных
СВИСТRОВ.
Газоструйные
генераторы
обладают
малым
внутренним
сопротивлением,
благодаря
чему
на
их излучение
сильно
влияют
RaR
волны,
отраженные
от
БЛИЗRО
расположенных
поверхностей,
TaR
и
излучение
соседних
~ви~т
ROB.
Поэтому при
неудачном
расположении
одиночных
генераторов
их
полная
мощность
может
ОRазаться
существенно
меньше
суммы
мощно
стей
Rаждого
СВИСТRа.
Чтобы
получить
ВЫСОRИЙ
R.П.Д.
,необходимо
синхронизировать
частоту
и
фазу
совместно
работающих
излучателей.
Наилучшие
результаты
по
синхронизации
работы
двух
СВИСТRОВ
получены
при
сильной
аRустиче
СRОЙ
связи,
осуществляемой
путем
создания
общей
резонансной
RaMepbl
[64].
При
этом два
сопла,
расположенные
на
одной
оси
друг
против
друга,
работают
на
полую
цилиндричеСRУЮ
RaMepy,
высота
RОТОРОЙ
равна
уд
военной глубине
обычного
резонатора.
Другими
словами, два
резонатора
RaR
бы
составляются
своими
тыльными
чаСТЯМИ,а
внутренняя
перегорОДRа
убирается.
По
данным
Гартмана,
таRая
система
работала
очень
устойчиво,
одна
RO
этим
путем
невозможно
синхронизировать
неСRОЛЬRО
генераторов.По
видимому,
достаточно
надежной
синхронизации
можно
добиться
и
при
менее
сильной
аRустичеСRОЙ
связи,
проделав
в
ДОНЫШRах
резонаторов
не
большие
отверстия,
соединяющиеся
между
собой
полуволновыми
труБRа
ми,
RaR
это
сделано
дЛЯ
СВИСТRОВ
НИЗRОГО
давления
[14].
При
таRОЙ
ROHCT-
РУRЦИИ
фаза
раЗГРУЗRИ
всех
резонансных
RaM~p
наступала
бы
одновре
менно,
и
это
обеспечило
бы
соответствующую
синхронность
Rолебаний
всех
генераторов.
ОднаRО,
наСRОЛЬRО
нам
известно,
подобные
системы
приме
нительно
R
генераторам
Гартмана
НИRем
не
испытывались.
12
Принципиально
возможен
и
другой
метод
синхронизации
генер&то
ров
-
через
онружающий
воздух.
В
этом
случае
обратная
связь
становит
ся
более
слабой
и
менее
надежной.
Специальные
опыты
по
синхронизации
таного
рода
[64]
поназали
следующее.
Если
расположить
по
одной
оси
два
идентичных
излучателя,
то
синхронизация
работы
обеспечивается
при
условии,
что
расстояние
между
ними
будет
нратно
Л/2.
Угловое
располо
жение
мансимумов
излучения
при
этом
определяется
известным
выраже
нием
L
sin
а
= n
л
(n =
О,
1, 2 ...
),
(50)
где
L -
расстояние
между
нромнами
резонаторов.
Допустимое
отнлоне
ние
на
установну
величины
L
(тан
называемый
фантор
начества
синхро
низации)
для
получения
удовлетворительного
излучения
спаренного
ге
нератора
оназалось
ничтожным.
Тан,
для
свистнов
с
а
с
=
а
р
= h = 4
.м.м
при
длине
излучаемой
волны
л
= 27,2
.м.м
и
L = 80
.м.м
фантор
начества
равен
36 ·10-2
.м.м.
Совершенно
очевидно,
что
при
столь
малом
допусне
на
установну
центров
генераторов
возможность
нарушения
синхронизации
(например,
вследствие
небольшого
изменения
частоты
при
понижении
или
повышении
рабочего
давления)
очень
велина.
Брен
и
Буше
[49, 67],
учитывая
трудность
достижения
синхрониза
ции
свистнов,
пришли
Н
выводу,
что
необходимо
создать
в
мнОГОсвистно
вом
излуча'Реле,
называемом
иногда
статичесной
сиреной,
или
мульти
свистном,
дополнительную
резонансную
намеру
,
обеспечивающую
син
фазную
работу
отдельных
генераторов.
Таной
намерой
является
тороидальная
полость
между
излучателями,
если
расположить
их
в
горле
нольцеобра::шого
энспоненциалыюго
рупо-
J
/+--2
Рис.
35а.
Многосвистковая
кольцевая
ста'lическая
сирена
1 -
ВХОДНОЙ
штуцер;
2 -
рупор;
3 -
внутренний
конус;
4 -
блок
излучателей;
б-
резонатор;
6 -
сопло;
7-вторичная
резонансная
камера
53
i_
/'
-
....
1/
,,--
......
,',
I " , \
I , \ I
I I I I
I I I I
I I I I
I I I I
I I
-?~~~------~I
ра
(рис.
35.а).
В
не:которых
случаях
[50]
та:кая
:камера
снабжается
под
вижной
задней
стен:кой,
позволяющей
производить
ее
подстроЙ:ку.
По
данным
Р.
и.
Ш:кольни:ковой
[65],
тщательная
настрой:ка
отдель
ных
свист:ков
и
подбор
расстояний
между
ними
позволяют
увеличить
мощность
приблизительно
пропорционально
числу
N
в:ключенных
гене
раторов
(рис.
36).
Известно
[66],
что
при
совместной
работе
излучателей
с
малым
внутрен
ним
сопротивлением
в
результате
увеличения
суммарного
сопр{)тивления
излучения
можно
получить
увеличение
мощности,
про-.
W
a
,
8ш
порциональное
N2.
Одна:ко'
100
та:ких
результатов,
примени
тельно
:к
газоструйным
излу-
120
чателям,
ни:кому
получить
по:ка
не
удалось.
80
Та:к
:ка:к
синхронизация
свист:ков
возможна
лишь
при
40
работе
сирены
на
определен
ных
фиксированных
часто
тах, то
процесс
настрой:ки
-
i
~
~
v
~
./'
L
V
~
V
/ 2 J 4 5 8 7
8Н
многосвистковых
излуча
телей
вызывает
известные
трудно
сти.
Кроме
того,
в
горле
ру
Рис.
36.
Зависимость
между
излучаемой
мощно
стью
и
числом
работающих
свистков
пора
при
высо:ких
уровнях
зву:ка
начинает
с:казываться
аномальное
поглощение,
поэтому
более
перспе:ктивным
следует
считать
использова
ние
не
:компа:ктных
многосвист:ковых
сирен,
а
распределенных
систем
излучателей
[32].
Преимущества
их
наиболее
полно
проявляются
в
тех
случаях,
:когда
необходимо
озвучивать
большие
объемы
газа.
В
настоящее
время
многосвист:ковые
излучатели
выпус:каются
швед
с:кой
фирмой
Demister
АВ
на
основе
разработанных
Буше
свист:ков
типа
V
1
- v
s
.
в
линейных
излучателях
RB-10L
использовано
10
одиночных
свист:ков
V
1,
работающих
на
общий
рупор
(рис.
356).
В
:круглых
из
лучателях
НВ-12С
или
НВ-24С
установлены
12
или
24
свист:ка,
рас
положенных
в
горле
рупора
в
один
или
два
яруса.
Поэтому
свист:ки
в
излучателе
НВ-24С
располагаются
в
шахматном
поряд:ке.
В
табл.
10
даны
техничес:кие
хара:ктеристи:ки
не:которых
многосви
ст:ковых
газоструйных
излучателей.
Следует
еще
раз
подчер:кнуть,
что
:к
данным
о
мощности
излучателей,
приводимых
различными
авторами,
необходимо
относиться
с
большой
осторожностью.
Отсутствие
единой
метоДИ:КИ
измерений
и
невысо:кая
точность
:калибров:ки
ми:крофонов
(±
1
об)
допус:кают
возможность
по
явления
больших
ошибо:к
при
оцен:ке
мощности.
Поэтому
веЛИЧИН:rd
мощности
следуе"т
считать
сугубо
ориентировочными.
т
а
б
л
и
ц:а
10
Сравнительные
данные
многосвистковых
излучателей
Число
I
СВИСТl\ОВ
8
8
12
12
5
164
276
400--600
400-500
1550
f.
nгц
9,6
12,3
10-11
32-34
5
Р
о
•
ати
Q •
.м.
3
/час
\
Литература
4,5
300
[65]
4,5
- [65]
3,6
85
[67]
2,8
40
[67] .
3,4
292
[27]
§
3.
Повышение
~нергии
струи
аа
сче1.'
увеoJIичения
выходного
сечения
СОПoJIа
Второй
метод
повышения
излучаемой
мощности
состоит
в
выборе
та
.кой
формы
сопла,
Rоторая
могла
бы
обеспечить
нужную
длину
ячеЙRИ
tТРУИ
Ll
о
при
большом
расходе
воздуха.
Наиболее
простым
вариантом
TaRoro
излучателя
является
система
с
ПЛОСRИМ
щелевым
соплом
(рис.
37,
а).
TaR
RaR
длина
ячеЙRИ,
а
следова
тельно,
и
возможный
диапазон
основных
частот
излучения,
определяются
главным
образом
высотой
сопла
Ь,
а
расход
зависит
еще
от
ширины
щели
с
(с
~
Ь),
то
изменением
величины
с
(и
соответственно
размеров
щелевого
резонатора)
можно
регулировать
излучаемую
мощность.
8ЩJlJ!I,х
----
"'"""'"~~
РllЗ0ноmор
а
6
Рис.
37.
Излучатели
повышенной
мощности
а
-
С
ПЛОСRИМ
соплом;
б
-
с
дисковым
реЗ0натором
Щелевые
генераторы
могут
выполняться и
в
виде
тел
вращения.
Здесь
нужно
отметить
RОНСТРУRЦИИ
с
Rольцевой
щелью
(прообраз
стержневого
генератора,
о
ROTOPOM
будет
подробно
СRазано
в
гл.
5)
и
с
ДИСRОВЫМ
резо
натором.
Генератор
с
ДИСRОВЫМ
резонатором
состоит
из
двух
соосно
расположен
ных
труб,
расстояние
между
RОТОРЫМИ
t
(подобно
диаметру
сопла
в
обыч
ном
СВИСТRе
или
величине
Ь в
ПЛОСRОМ
излучателе)
определяет
рабочую
частоту.
По
трубам
подается
сжатый
воздух
(рис.
37, 6),
RОТОРЫЙ
BblTeRa-
ет
через
Rольцевой
зазор.
Снаружи
на
трубе,
в
месте
расположения
зазо
ра,
установлен
ДИСR
с
внутренним
пазом,
являющийся
Rольцевым
резона
тором.
Механизм
работы
ДИСRОВОГО
излучателя аналогичен
механизму
ра
боты
генератора
с
цилиндричеСRОЙ
струей.
Сравнительные
измерения
аRустичеСRОЙ
мощности
обоих
типов
излу
чателей
проведены
Гартманом
[64]
на СВИСТRах
с
d
c
= t = 1
ММ
при
рабо
чей
частоте
51
nгц
и
диаметре
кольцевой
щели
(наружном
диаметре
подво
дящей
трубы)
22
ММ.
СВИСТRИ
монтировались
в
фОRальной
области
парабо
личеСRОГО
рефлеRтора.
Мощность
ДИСRОВОГО
генератора
.Достигала
50
вт,
что
в
20
раз
больше
мощности
одиночного
цилиндричеСRОГО
СВИСТRа,
но
в
два
раза
меньше
теоретичеСRОЙ
величины.
Вероятно,
подобное
снижение
объясянется
большими
габаритами
ДИСRОВОГО
резонатора
и
невозможно
стью
обеспечить
нормальную
работу
параболичеСRОГО
рефлеRтора.
Одна
RO
расхюд
воздуха
в
ДИСRОВОМ
излучателе
увеличился
в
79
раз,
поэтому
по
лученный
R.
п.
д.
снизился
в
четыре
раза.
ТаRИМ
образом,
используя
дис
ROBble
системы,
нельзя
надеяться
на
одновременное
увеличение
и
мощности
56
R.П.Д.
Даже
при
достижении
маRсимальной
(теоретичеСRОЙ)
величины
анустичесной
мощности,
возможной
при
оптимальной
синхронизации
но
лебаний
в
Rольцевом
излучателе,
н.п.д.
снижается
по
Rрайней
мере
в
два
раза.
Ориентировочные
расчеты
поназывают,
что
выигрыш
можно
получить
лишь
в
стержневых
генераторах,
ноторые
в
последние
годы
вытеснили
свой
RлассичеСRИЙ
прототип
и
позволили
получить
более
высоний
R.П.Д.
и
большие
возможности
с
точни зрения
увеличения
мощности.
§
4.
Свисток
с
косым
скачком
УПoJIотнения
.t\огда
рассматривалось
торможение
струи
резонирующей
намерой,
мы
уназывали
на
вознинновение
прямого
сначна
уплотнения,
за
ноторым
все
параметры
газа
реЗRО
меняются.
Известно,
что
прямой
сначон
является
предельным
случаем
носого
снаЧRа,
изме-
нение
давления
за
ноторым
может
быть
ft"
найдено
с
помощью
выражения
90
Р
2
_
1-1
(~M2
.
2R_1)·
(51)
P
1
- 1 + 1 1 - 1 1
sm
t-'
,
\\~
:'~
,:::::
-
lk;
\ '
\\
,
....
......
i'
....
"-
W
Ji
'"t-
'-
/1,4-
1,5
1/1.1
II/д
7'+/=2,2
70
V
/
/
/ V
~
/
~
""
~
~
v
:/
50
У
~
,,/
.,."
iJjJ
зо
::
-1,
м
IJ
,
i"'Ц
. \
M~I
~
10
о
8
{8
24
здесь
~
-
угол
между
направлением
снач
на
и
СRОРОСТЬЮ
невозмущенного
ПОТОRа
(рис.
38).
Для
прямого
Сl{аЧRа
~
=
л/2
и
sin
~
=
1.
Поэтому
в
прямом
СRачне
изме
нение
давления
(и
соответственно
сноро
сти)
больше,
чем
в
носом
СRачне;
эта
раз
ница
падает
с
уменьшением
угла~.
Тан
нан
изменение
Rинетичесной
энергии
при
переходе
через
СRачон
определяется
пере
падом
СRоростей
до
и
за
сначном
и,
нроме
того,
уменьшение
нинетичесной
энергии
сопровождается
возрастанием
энтропии
в
СRаЧRе
[181,
то
механичеСRая
энергия
струи
снижается
тем
сильнее,
чем.больше
угол~.
Коэффициент
потерь
'У)1'
т.
е.
относи
тельное
уменьшение
полной
энергии
струи
в
снаЧRе,
определяется
формулой
[191
Рис.
38.
3ависимость
угла
~
пло
ского
косого
СI~ачка
от
угла
кли
новидного
рассекателя,
помещен
ного
в
сверхзвуковой
потои
У+l
1
'У)1
=
~~
=
(1-~)
Mi
[(~
+
~)
у
С/
1
1
M~
sin
2
~
-1)
у
х
х
1+
-
-1
.
r ( 2 1 ) ]
, 1 - 1
M~
sin
2
[3
(52)
Очевидно,
что
с
уменьшением
угла
~
потери
в
сначне
снижаются,
а в
слу
чае
прямого
снаЧRа
они
оназываются
мансимальными.
При
этом
потери
сильно
увеличиваются
с
увеличением
безразмерной
СRОРОСТИ
перед
СRач
ном,
поэтому
в
аэродинаМИRе
больших
СRоростей
при
появлении
интен
сивных
плосних
СRаЧRОВ
стараются
обеспечить
торможение
с
помощью
од
ного
или
неСНОЛЬRИХ
носых
СRачнов,
обладающих
меньшими
потерями.
Исходя
из
этих
соображений,
В.
п.
Курнин
[311
предложил
газоструй
ный
излучатель,
в
нотором
ПЛОСRИЙ
СRачон
уплотнения
заменен
носым.
Для
преобразования
плосного
сначна
в
носой
в
осе
симметричном
потоне
обычно
используется
нонус
с
углом
28
при
вершине,
поэтому
излучатель
с
носым
СRаЧRОМ
уплотнения
по
своей
RОНСТРУНЦИИ
отличается
от
обычно
го
свистна
Гартмана
лишь
введением
струи
ноничесного
препятствия
по
оси
(рис.
39).
Зависимость
между
углами
О
и
~
при
различных
скоростях
невозиущен
ного
потока
характеризуется
выражением
M~
sin
2
~-1
tg
8 = [
'!
+ 1 ) ] '
M~
\
-2
- -
sin
2
~
+ 1
tg
~
(53)
причем
каждому
значению
угла
8
соответствуют
два
значения
угла
~
ко
сого
скачка;
экспериментальные
данные
показывают,
что
в
косом
плоском
скачке,
возникающем
при
набегании
потока
на
клин,
реально
существу
ют
меньшие
значения
величины
~,
показанные
на
рис.
38
в
виде
сплош
ных
линий.
Вследствие
взаимодействия
скачка
с
границей
струи
и
влия
ния
резонатора
косой
скачок
в
действительности
:имеет
более
сложную
форму.
Рис.
39.
Внешний
вид
излучателя
с
косым
скачком
уплотнения
Так
как
для
газоструйных
излучателей
диапазон
изменений
безраз
мерной
скорости
М
1
лежит
в
пределах
1,2-1,7,
то
имеет
смысл
применять
конические
препятствия
с
углом
при
вершине
28,
не
превышающим
400.
При
использовании
конуса
с
углом
больше
критического
скачок
отходит
О'!'
ОС'l'рия
конуса
и
приобретает
криволинейную
форму,
а
значение
угла
~
возрастает,
вследствие
чего
потери
энергии
в
скачке
возрастают.
Но
если
длл
потоков
с
большим
числом
Маха
перевод
прямого
скачка
в
косой
сопровождается
значительным
уменьшением
энтропии
в
скачке,
то
для
случая
газоструйного
генератора,
работающего,
как
правило,
при
небольших
перепадах
давления,
э'l'от
выигрыш
оказывается
незначитель
ным.
На
рис.
40,
а
показана
зависимость
коэффициента
потерь
Т)1
от
угла
~
для
трех
значений
М
l'
вытекающая
из
формулы
(52).
Как
видно
из
кри
вых,
потери
энергии
в
прямом
скачке
при
реально
существующих
с;коро
стях
истечения
струи
не
превышают
9
%.
Поэтому,
хотя
использование
ко
сого
скачка
и
дает
некоторое
снижение
потерь,
ими
нельзя
объяснить
то
существенное
изменение
к.П.д.,
которое
получается
в
излучателе
с
KOCbll\l
скачком
уплотнения,
тем
более,
что
значения
угла
~
не
могут
быть
получе
ны
меньше
45-500.
Результаты
экспериментального
исследования излучателя
с
косым
скачком
[31],
приведенные
в
табл.
11,
трудно
объяснить,
тем
более,
что
механизм
генерации
звука
при
наличии
косого
скачка
оказывается
еще
более
сложным
(за
косым
скачком
возможно
сверхзвуковое
течение),
чем
в
случае
прямого
скачка.
Увеличение.
j
К.П.Д.
при
работе
излучателя
с
конусом,
имеющим
малый
угол
при
вершине
(28
= 200),
по
сравнению
с
К.П.д.
того
же
устройства,
но
работающего
в
режиме
генератора
Гартмана
(без
рассекателя),
можно
в
какой-то
степени
объяснить
снижением
потерь
в
скачке,
хотя,
как
58
Таблица
11
Влияние
угла
рассеRателя
на
работу
газоструйного
излучателл
с
носым
снаЧRОМ
4.7
\
51
I
80,4.
,
,.гц
.
f
w
о,
,.вт
'11.
% .
.
.
.
.
5,3
3,5
1,41
1,38
10,4
38,9
I
3,4
3,5
4,0 4,0
3,8
0,47
1,0
0,73 0,63
0,9
13,3
28,2
20,7
18,7 25,7
1
следует
из
рис.
40,
а,
этот
выигрыш
имеет
ПОРЯДОR
неСRОЛЬRИХ
процентов.
Но
повышение
R.П.Д.
при
больших
углах
ROHyca
(28 = 80,40),
а
таRже
сильное
изменение
МОIЦНОСТИ
при
незначительном
увеличении
угла
(для
40
и
440
полученные
МОIЦНОСТИ
соответственно
равны
0,47
и
1,0
1'i,sm)
объ
яснить
чрезвычайно
трудно.
ВО
ВСЯRОМ
случае
автор
работы
[31]
получен
ные
результаты
не
Rомментирует.
Нам
представляется,
что
УRазанные
несоответствия
частично
объяс
няются
неадеRватной
меТОДИRОЙ
проведения
аRустичеСRИХ
измерений.
Прежде
всего
для
получения
зависимости
МОIЦНОСТИ
от
угла
ROHyca
в
«чи
стом»
виде
(для
уверенности
в
том,
что
повышение
R.п.д.
излучателя
при
введении
в
струю
иглы
связано
лишь
с
заменой
прямого
СRаЧRа
ROCblM)
необходимо
проводить
измерения
либо
при
фИRсированной
частоте,
либо
в
отсутствие
вторичной
резонансной
RaMepbl.
TaR
RaR
описываемые
в
ра
боте
[31]
измерения
проводились
внезаглушенном
помеIЦении,
то
УRазан
ные
нами
здесь
условия
позволили
бы
уменьшить
относительную
ошиБRУ
1J,
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
О
(1
7Jn,7Jx
'lJx
{f
1,0
f1-8
r2б
}?n
f1-4
{},2
~
/
v
и,-Ij
v
I
v-
I
L
V
/
'/1,-1,}
~
~
v
1--'"
.........:::
r~~~~~~--~--~--~--~
30
40
50
ВО
70
80
90;;0
30
4·0
50
60
70
80
~"Olo
Рис.
40.
ЭнергетичеСRИЙ баланс
в
струе
с
носым
СRаЧRОМ
а
-
зависимость
коэффициента
потерь
от
угла
f3;
б
-
зависимость
нормированных
составляющих
иинеТlfческой
и
потенциальной
энергий
струи
от
угла
f3
при
определении
аRустичеСRОЙ
МОIЦНОСТИ
и
ИСRЛЮЧИТЬ
влияние
измене
ния
излучения
из-за
дополнительной
резонансной
RaMepbl
(измерения
проводились
на
СВИСТRе,
схематичеСRИ
изображенном
на
рис.
41).
Резонансные
свойства
вторичной
RaMepbl,
даже
при
наСТРОЙRе
ее
пу
тем
перемеIЦения
отражателя
в
ДНИIЦе,
меняются,
поэтому
естественно,
что
при
различных
наСТРОЙRах
системы
и
разных
частотах
заRономерно
сти
изменения
МОIЦНОСТИ
излучения
от
угла
RоничеСRОГО
препятствия
об
наружить
трудно
..
Опыты,
проведенные
нами
на
излучателе
без
вторичной
резонансной
RaMepbl
(рис.
39),
ПОRазали,
что
наличие
рассеRателя
позво-
ляет
повысить
К.П.Д.
всего
на
6-1()%,
и
столь
большое
увеличение
К.П.Д.,
о
котором
говорится
в
работе
[31] (38%),
если
оно
действительно
было,
по-видимому,
объясняется
наличием
вторичной
резонансной
камеры.
Для
использованной
В.
П.
Куркиным
конструкции
корпуса
излучателя
резонанс
внутренней
полости,
судя
по
данным
табл.
11,
лежит
в
области
3,5-3,8
кгц.
В
конечном
итоге
для
практики
безразлично,
за
счет
каких
изменений
конструкции
удается
существенно
увеличить
К.п.Д.,
и
С
этой
точки
зре
8
Рис.
41.
Схематическая
конструкция
излуча
теля
с
косым
скачком
уплотнения
1 -
резонансная
намера
с
рупором;
2 -
сопло;
3-
штуцер
для
подвода
воздуха;
4 -
резонатор;
5-
плунжер
для
настройни
резонатора;
б
-
рассенатель;
7 -
отражатель;
8 -
устройство
для
отсоса
воздуха
ния
разработка
излучателя
с
косым
скачком
представляет
не
coMHeHHый
интерес.
Однако
не
следует
забывать,
что
только
в
том
случае,
когда
вскрыт
ме
ханизм
исследуемого
явления
t
можно
сознательно
использо
вать
его
и
рационально
подойти
к
решению
практических
задач.
При
сравнительно
малых
числах
Маха
(1,3-1,7)
и
соот
ветственно
незначительной
ин
тенсивности
скачка
уменьшени
ем
диссипативных
потерь
нельзя
объяснить
даже
полученное
на
ми
сравнительно
небольшое
(в
среднем
на
8
%)
увеличение
К.П.Д.
излучателя
с
косым
скач
ком
уплотнения.
(Для
M
1
= 1
t
5
при
8 =
10
0
,
учитывая
зависи
МОСТИ
t
приведенные
на
рис.
38
и
40
,
а
,
выигрыш
может
составить
лишь
4%.)
Поэтому
мы
рассмот
рим
этот
вопрос
несколько
подробнее.
Для
этого
обратимся
к
зависимостям
изменения
кинетической
и
потенциальной
энергий
при
переходе
газа
через
скачок.
Величина
потенциальной
энергии
в
скачке
t
отнесенная
к
полной
энергии
струи
до
скачка
t
определяется
выражением
(
1
- 1
Y-l
t
[1
-
[
'1
- 1 (
2'1
)lY
J
'I1п
=
Е
п
=
r+1
r=т
Mi
sin
2
~
- 1 _
1
'1-1
1+-
2
-Mi
~
['1-1
'1+--М
2
.
'1-1
2 1
1
-j-
-2-
'1
- 1 +
'IMi
sin
2
~
-
-2-
Mi
cos
2
~
]
'1-1
1+--
2
]
(54)
а
относительное
значение
кинетической
энергии
за
скачком
формулой
'1
- 1 (
м;
+
'[~
М;
С08'
~
) ]
х
1 +
-2-
2'1
+
'1
- 1
'1
- 1
Mi
sin
2
~-1
-2
-
Mi
sin
2
~
+
'1
'111{
=
~
=
[1-
Е
о
1 +_'1_-_1
м
2
2 1
Х
--'1-'1---
-2-
M
i
(55)
Соответствующие
графики
распределения
энергий
в
зависимости
от
угла
косого
скачка
прив'едены
на
рис.
40, 6.
Как
видно
из
рисунка
t
с
увеличе-
60