Устройство для генерации тонального звука потоком газа

Устройство для генерации тонального звука потоком газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ТОНАЛЬНОГО ЗВУКА ПОТОКОМ ГАЗА, содержащее источники сжатого газа,Форкамеру и сопло, отличающеес я ,тем, что, с целью повышения эффективности , генерации, оно снабжено регулируемыми вентилями, телескопическим цилиндром, имеющим на наружной цилиндрической поверхности гнезда для установки испытуемых объектов, длину и диаметр, составляющие соответственно 4,5 - 6,0 и 4,5 - 5,5 диаметра среза сопла, ось цилиндра параллельна оси сопла и расположена на расстоянии 0-2,2 диаметрасреза сопла, а последний и срез входного отверстия цилиндра размещены в одной плоскости, и регулируемым дросселем, установленным в выходном отверстии и закрывгиощим его на 10 - 40% площади с возможностью радиального перемещения. g IND м ф 14;:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3566870/18-28 (22) 15 ° 03.83 (46) 07.12.84. Бюл. Р 45 (72) A.Ô.Ñûð÷èí и Л.B.Íîâèêîâ (53) 534.232 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 831202, кл. В 06 В 1/20, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ

ТОНАЛЬНОГО ЗВУКА ПОТОКОМ ГАЗА, содержащее источники сжатого газа,Форкамеру и сопло, о т л и ч а ю щ е ес я тем,, что, с целью повышения эффективности, генерации, оно снабжено регулируемыми вентилями, телеско„.Su„„1127644 А пическим цилиндром, имеющим на наружной цилиндрической поверхности гнезда для установки испытуемых объектов, длину и диаметр, составляющие соответственно 4,5 — 6,0 и

4,5 — 5,5 диаметра среза сопла, ось цилиндра параллельна оси сопла и расположена на. расстоянии 0 — 2,2 диаметра среза сопла, а последний и срез входного отверстия цилиндра размещены в одной плоскости, и регулируемым дросселем, установленным в выходном отверстии и закрывающим

его на 10 — 40% площади с воэможностью. радиального перемещения.

1127644

Изобретение относится к получению колебаний и может быть использовано при проведении исследований по воздействию шума на механизмы, приборы и организмы.

Известно устройство для генерации тонального звука потоком газа, содержащее источник сжатого газа, форкамеру и сопло (1>.

Недостатком известного устройства является малая эффективность ре- 10 гулировки частоты и амплитуды излучаемого сигнала, что связано с невозможностью эффективно изменять время пробега волн, отражаемых плоскостью, перпендикулярной оси потока. 15

Цель изобретения — повышение эффективности генерации.

Цель достигается тем, что устройство для генерации тонального звука потоком газа, содержащее источники сжатого газа, форкамеру и сопло, снабжено регулируемь>мй вентилями, телескопическим цилиндром, имеющим на наружной цилиндрической поверхности гнезда для установки испытуемых объектов, длину и диаметр, составляющие соответственно

4,5 — 6,0 и 4,5 — 5,5 диаметра среза сопла, ось цилиндра параллельна оси сопла и расположена на расстоянии 0 — 2,2 диаметра среза сопла, а последний и срез входного отверстия цилиндра размещены в одной.плоскости, и регулируемым дросселем, установленным в выходном отверстии и закрывающим его на 10 — 40% площади 35 с возможностью радиального перемещения.

На чертеже изображена схема устройства для генерации тонального звука потоком газа. 40

Устройство содержит источники сжатого газа, выполненные в виде батареи баллонов 1 с газом с различными скоростями звука (например, углекислым газом, азотом, гелием и водородом . Каждый баллон через свой ре-. гулируемый вентиль 2 соединен с форкамерой 3, соосно которой расположено сопло 4, к которому присоединен телескопический цилиндр 5 так, что 50 сопло и срез входного отверстия цилиндра размещены в одной плоскости.

Устройство также содержит регулируемый дроссель 6. Телескопический цилиндр 5 соединен с приводом 7 изменения его длины и с приводом 8 его параллельного перемещения. Величина дросселирования регулируется приводом 8 ирисовой диафрагмы 9.

Таким,образом, имеется воэможность изменять длину цилиндра 5 в пределах 4,5 — 6,0 диаметров среза сопла и перемещать весь цилиндр параллельно самому себе так, что расстояние между осями. сопла 4 и цилиндра 5 изменяется от 2,2 диаметров среза сопла до нуля.

Устройство работает следующим образом.

Из баллонов 1 газ подают через регулируемые вентили 2 в форкамеру 3, так что в ней образуется давление порядка 12 атм., В тех случаях, когда используется газ низкой скорости звука в нем, например такой как углекислота (скорость звука 259 м/c) для избежания конденсации в цилиндре 5 газ в баллоне предварительно подогревают, Если используется водород, то принимаются соответствующие меры безопасности, поскольку этот газ черезвычайно взрывоопасен.

Газ через сопло 4 истекает в нерасчетном режиме. Вдоль по течению эа соплом 4 образуется периодическая структура, при взаимодействии которой с окружающей средой на ее границе на срезе сопла возникают акустические возмущения, распространяющиеся вдоль по струе и усиливающиеся эа счет неустойчивости гра.ниц потока.

При взаимодействии с границами ячеистой структуры происходит излучение во внешнюю среду акустических волн, которые распространяются во все стороны, в том числе и в направпении сопла. Воздействуя на корень струи у среза, акустические волны вызывают появление новых подобных возмущений в потоке, которые, при надлежащей фазировке, модулируют течение струи, что приводит к созданию режима тонального излучения.

Наиболее интенсивный характер эффект носит при совпадении частот дискретного излучения сверхзвуковой струи, длина волны которого пропорциональна длине "бочки" периодической структуры струи, с собственными частотами поперечных колебаний газового объема, заключенного в цилиндре 5.

Схема образования акустического эффекта следующая: при входе в цилиндр первой ".бочки" струи слабое дискретное излучение, обусловленное взаимодействием возмущений границ струи, распространяющихся вниз по потоку со скачками уплотнения, уси-. ливается окружающим газовым объемом при условии резонанса.

В свою очередь, возбужденное в нем акустическое поле, воздействуя на основание струи, усиливает колебания и дискретное излучение последней до определенной конечной величины. Процесс носит автоколебательный характер.

Вместе с тем, собственная частота цилиндра прямо пропорциональна скорости звука в газе, заполняющем

его. Для изменения частоты дискрет1127644

Составитель A.Àýäååâ

Техред Ж. Кастелевич КорректорМ.Леонтюк

Редактор A.Øàíäoð

Заказ 8791/6. Тираж 466 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,, Москва, Ж-35, Раувюкая наб.; д .4/5

Филиал ППП "Патент"., г. ужгород, ул..Проектная, 4 ного излучения струи достаточно изменить состав рабочего газа путем регулирования вентилей 2 °

С помощью регулируемого дросселя 6 часть газа рабочего потока разворачивают в обратном направлении к соплу 4, в основном за счет пограничного слоя струи. Этим достигается заполнение цилиндра 5 газом с измененной скоростью звука в нем— достигается синхронное изменение собственной частоты поперечных коле.-. баний газа, заключеиного в цилиндр, ре 5. Величина дросселирования регулируется приводом 9 ирисовой диафрагмы. .Изменением длины цилиндра 5 при помощи привода 7 подстраивают систе му в резонанс. Изменяя состав газа в форкамере 3,;можно изменять частоту генерируемого звука.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность и надежность получаемых при испытаниях результатов, повысить производительность труда, упростить проведение экспериментов, ускорить выдачу рекомендаций и заключений.