Гидродинамический источник акустических волн

Гидродинамический источник акустических волн

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О Il И С A Н И Е „„8762оз

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Совет си»к

Соц1»анметичее»ик

Реевубв»» (6l ) Донолн»тельное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 13 .09 ° 79 (213 2817070/18-10 . (51) М. Кл. с присоединен»ем заявки №

В.06 В 1/20

9кударавааыв ке»ктет

СССР во дела» изабрвтекк11 и открытнЯ (23 3 П риоритет—

Опубликовано 30. 10. 81.Бюллетень ¹ 40 (53) УДК 534. 232 (088. 8) Дата опубликования описания 30. 1О. 81 . (723 Авторы изобретения

В. Г. Воронюк, А.В. Кортнев и А.Ф. Назаренко

Одесский политехнический институт (7I) Заявитель (54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК

АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН

Изобретение относится к генери.рованию механических колебаний ультра звуковой или звуковой частоты для

"производства механической работы.

Известен гидродинамический .излучатель, состоящий из цилиндрического аопла, отражателя с лункой и стержневой резонансной системы 1.11.

Недостатком известного излучателя является.нерозможность генерирования низкочастотного акустического сигнала из-sa ограниченного объема резонансной системы.

Известен также гидродинамический источник акустических волн, основными рабочими элементами которого

1% является кольцевое щелевое сопло и препятствие в виде цилиндрической втулки j2).

Принцип работы этого источника

20 акустических волн основан на образовании между соплом и препятствием локализованной кавитационной области, содержимое которой периодически (с

1 частотой основного тона) выбрасывается в окружающее пространство, и происходит генерация акустических волн. Для таких излучателей характерно генерирование юирокополосных сигналов, Основу сигнала составляет первая гармоника (частота основного тона) .

Недостатком гидродинамического источника акустических волн является неинтенсивность низкочастотных ком-понент сигнала.

Цель изобретения — обеспечение возможности генерирования интенсивных низкочастотных колебаний.

Поставленная цель достигается тем, что в гидродинамическом источнике акустических волн, включающем кольцевое щелевое сопло с центральным отверстием, кольцевую втулку-препятствие с рабочей поверхностью и элементы подвода жидкости, кольцевое щелевое сопло с центральным отверстием установлено соосно с кольцевой втулкой-препятствием, рабочая поверхность которой снабжена пазом параболичес-. когЬ профиля, прячем диаметр кольцевого. паза О, его ширина F, ширина щели d со!тла, его внутренний 0 и

1 наружный 0 диаметры связаны следующими соотношениями

876203 ных колебаний. Частота этих колебаний определяется из соотношения

2„=D-(3,!.-3)7)d, 2р2+{Ъ|Ь-9l7)cf )

" (4,9-2, !)д.

На фиг.! показан общий вид предлагаемого устройства, разрез; на фиг.2образование двух тороидальных кавитационных областей в увеличейном масштабе.Устройство состоит из кольцевого щелевого сопла, образованного внешней и внутренней 2 коническими повер)юностями, кольцевой втулки-препятствия.З с кольцевым пазом, сечение которого на рабочей поверхности втулки равно удвоенной ширине щели сопла соединительных стоек 4. Возможна плавная регулировка зазора между торцом. сопла и рабочей поверхностью втулки-препятствия с помощью гайки 5..Подвод рабочей жидкости производится через штуцер 6.

Устройство работает следующим образом.

При истечении струи жидкости из кольцевого щелевого сопла шириной

d и натекании ее на кольцевой паз .втулки-препятствия, возникают две отраженные струи, которые, замыкаясь на наружные кромки сопла О.! и Dg и разворачиваясь в сторону струи, образуют две тороидальные кавитационнйе области 7 и 8 разных объемов.

СоДержимое этих областей за счет подкачки со стороны нагнетающей системы периодически (с частотами основных тонов) выбрасывается в окружающее пространство, генерируя в нем акустические колебания. Основные частоты этих колебаний зависят от геометрических параметров захлопывающихся областей. Частота является функцией габаритов кавитационной области, в частности ее объема. Поэтому в зависимости от величин объемов двух тороидальньж кавитационных областей в окружающем пространстве генерируется два близких по частоте периодических процесса, сложение которых на основании принципа биений приводит к возникновению низкочастот1 где (;у 4 - объемы локализованных кавитационных областей; К-коэффициент пропорциональности между частотой генерируемых колебаний и объе- мом кавитационной области. Экспериментальным путем установлено, что для генерирования максимального по интенсивности акустического сигнала необходимо, чтобы отраженная от кольцевого паза втулки-препятствия струя жидкости натекала на наружную кромку сопла. Это достигается выбором вышеприведенных соотношений между размерами кольцевой щели сопла и кольцево- . го паза на рабочей поверхности втулки-препятствия.

Предлагаемый гидродинамический источник акустических волн, в основе работы которого заложен известный принцип биений, в состоянии заменить крупногабаритные излучающие зо ñTåm»

Предлагаемое изобретение может найти применение как для интенсифика-, ции некоторых технологических процес-

35 сов в машиностроительной химической

1 У пищевой и других отраслях промьппленности, так и в качестве источника низкочастотных колебаний в гидроакустике.

Формула изобретения

Гидродинамический источник акусти45 ческих волн, включающий кольцевое щелевое сопло с центральным отверстием, кольцевую втулку-препятствие с рабочей поверхностью и элементы подвода жидкости, о т л и ч. а ю щ и й50 с я тем, что, с целью обеспечения ,возможности генерирования низкочастотных колебаний, кольцевое щелевое сопло с центральным отверстием устало новлено соосно с кольцевой втулкойпрепятствием, рабочая поверхность

55 которои снабжена кольцевым пазом параболического профиля, причем диаметр кольцевого паза О, его ширина F, ширина щели d сопла, era внутренний

876203

«Рц . 1

Уию. Р

BHHHIIH Заказ 9435/7 Тираж 530 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 0 « и наружный 0 диаметры связаны следующими соотношениями

11«-" D-(З(4- З,Т)Ф, 2 =3+(Э,4-3,7)d;

Р=(18-2, « 4.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 226997 15.09.68.

5 2. Авторское свидетельство. СССР

1« 481327, кл. В 06 В 1/20, 25.08.75 (прототип).