Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 26
Текст из файла (страница 26)
делятся на излу «атели низкого давления, наз. свистками, и высокого давления— равного рода иембранвые излучатели, Гартмана генератор и сто разновидности. Свистки работают при дозвуковых режимах истечения струи; при работе в воздухе перепады между рабочим давлением и давлением окружающей атмосферы у них не достигают критического значения П9 кгс!см', у генератора Гартмана и его разновидностей перепады давления сверхкритические. Г.
и. наряду с сиренами являются почти единственными мощными источниками вкустич, колебаний длн газовых сред, в к-рых из-за малого голпогоео сопротивления излучатели с твердой колеблющейся поверхностью практически не применяются. В нек-рых случаях (напр., в УЗ-вых форсунках) газоструйные излучатели используются и длн воздействия на жидкость. Г. и. низкого давления отличаются сравнительно высоким кпд (до 30«А), но акустич. мощность их невелика и обычно не превышает нескольких Вт, в связи с чем ови используются гл.
обр. в контрольно-измерительных устройствах. Для повышения излучаемой мощности применяются батареи идентичных свнстков. Однако из-за необходимости синхронизации отдельных излучателей такие системы сложны по конструкции и поэтому менее пригодны для промышленных установок, чем Г. и. высокого давления, несмотря на меньшую экономичность последних. Г. и.
высокого давления более компактны и позволяют получать в диапазоне высоких звуковых и низких УЗ-вых частот акустич. мощность до десятков и сотен Вт. При работе в непрерывном реп«име излучения Г. и. ис- пользуются в ряде технологич. устройств: н установках для акустич. поагрляйии аэрозолей, в акустнч. газовых и мазутных горелках (см. Горение г ультра««указом поле), н системах ускорения процессов тепломассообмепа г ультра«вука«ам поле и др. При работе н импульсном режиме, к-рый достигается путем импульсной подачи сх«атого газа или пернодич. срывом генерации в Г. и.
с помощью механич. заслонок, они применяются в устройствах ультразвуковой локации и системах дистанционного управления. В УЗ-вых технологич. установках, где решающую роль играют болыпая мо«биост~ гаука и простота устройства, применяуотся в основном Г, и. высокого давления. В генераторе Гартмана используется веустойчи- Рнс. С Схема стержневого гззоструйного излучателя: 1 — сопяо; Š— стержень; г — резонатор: г — волны разрежения; 5 — косые окечкн уняотнення; Š— о«- соединенный скачок унгттненкя; у— граница струи Гкчп негяядностн резонатор расположен так, что рабочей пеяается еторзп ячейка, хотя работа осужесеепп- ется е нерпой очейкед вость сверхзвуковой струи при торможении ее твердой стенкой.
Основной недостаток его — низкий кпд (5 †бо) — в значительной мере устранен в стержневых Г. и., работающих но тому же принципу, но отличающихся от «классическогоь прототипа наличием центрального стержни 2 (или трубки), проходящего по оси системы через сопла 1 и резонатор 8 (рис. (). Стержень служит для крепления резонатора и одновременно играет важную аэродинамич. роль, изменяя профиль скорости н струе. ГАзоструйные излу'1Атели Кроме того, наличие твердой границы вблизи оси струи приводит и изменению структуры косых скачков уплотнения и разрежения з ячейке (см.
Гартмана генератор) н к уменье)ению ее длины, благодаря чему почти при неизменных расходе газа н акустич. мощности повьпиастся частота генерации. В пределах рабочих перепадов давлений Ри .= Р, — Рз —.= 1,5— 4 кгс/смз (Р, и Р. — давления в сопле и в окружающей атмосфере), характерных для работы стержневых гааоструйных излучателей, длина первой ячейки Л„в струе, вытекающей из сопла диаметром дс с центральным стержнем диаметром уст, выражается зависимостью: Л, =- 1,1 (»/г — »(т) (1 + О, 8 'д ) Х Стержневые Г. и. работают в широком интервале изменении расстонння / сонно — резонатор (0,4»/г (1(1,2НП и глубины А резонатора (1,2(<((+ +/») т2,(Лз). При этом частота генерации / при Ри —— 3 кгс/смз определяется по ф-ле: г 4 (а+О, (1-»-[»1з — и„) (О, ( — О, за/О,П где с — скорость звука в и/с, ((р— диаметр резонатора (все размеры в мм).
Прн давлениях, отличных от 3 кгс/смг, 'длн режимов, блиаких к оптимальной настройке (максимальная излучаемая мощность) н наблюдающихся прн й 1, в ф-лу следует ввести множитель з р = 0,18(1Є— О,оз. Максимальная мощность в стержневом Г. и.
достигается при г(р/»( =1,6. Прк этом существуют две области, равноценные по мощности, яо отличающиеси по частоте генерации и по направлению выхода отработанного воздуха. В первой (высокочастотной) области (рис. 2,а), характеризуемой параметрами настройки (, + /»» =1,3ЛО, отработанный газ, выходя кз резонатора, движется в сторону сопла н обтекает его с наружной стороны, благодаря чему прн работе Г.
и. в этом режиме моя(но полностью удалить отработанный газ из оззучиваемого пространства. Во второй облас- ти генерации (низкочастотной) газ обтекает резонатор (рис. 2,б); атот режим, воаникающнй при /з+ А =-2ЛО, используется, напр., в акустич. газовых горелках, кот»та Г. н. одновременно играет роль газового сопла, через к-рое подается горючий газ. исрапил (и) и в н»»аиеизстогной (Е), Максимальный кпд стержневых 1'. и. приближается к кпд свистков и составляет 18 — 25з»ю Стержневые Г. и.
можно считать точечными источниками звука, не обладающими направленностью; для создания однонаправленного излучения нх помещают в рефлекторы или согласующие рупоры. При атом можно получать интенсивности звука 2 — 5 Вт/см', а с применением эллиптических рефлекторов — до 40 — 60 Вт/см'. Мембранные Г. и. работают на принципе возбуждения колебаний властичной мембраны. К мембране поджимают цичиндрич. сопло с фланцем и продувают через него с»катый газ, воабуждающий колебания мембраны.
Для максимального иалучешгя дмаметр мембраны должен вдвое превосходить диаметр фланца. Такие Г. и. работают без выброса отработанного воздуха в зону озвучивания, но их мощность и коэффициент полезного действия значительно уступают мощности и кпд других типов Г. и. Литл Ие»очипке мощного ультразвука, м„1 азу (п»изина и техника мотииго ультразвука, нн. 1); Наг(»папи Х., Тгипйз о Е., Зупсьгоп!зацеп о1 а(г-1е( я»аега1огз ппь ап аррепе1х оп 1ие з(еп» яепега(ог, зПа .
Ма(О. Руз. Мгае.т щщ, ЬО зз,' № 1О. Ю. Я. Борисов. ГАЛЬТОНА СВИСТОК вЂ” гаэоструйный излуиа пель звуКовЫХ И У3-вых волн, работающий при малых скоростях истечения газа. Г. с. представляет собой сопло 1 (рис. 1) с узкой кольцевой щелью, перед к-рой расположен полый цилнндрич. резонатор с острыми клиновндными краями. Газ, выходящий из щели под не- ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ большим избыточным давлением (обычно не превышающим 0,1 кгс/сыз), попадает на острый краи резонатора, возбуждая на нем периодич. вихри. Частота 7 клинового тона определяется скоростью истечения газа о и расстоянием 1 между соплом и острием клина: ) =- 0,466»гД (1=1, 2, 3,...).
Одна из тармоиич. составлню- Ркс. 7. Схсыа сонетка Гальтона; г— сопла: Х вЂ” ккладыш; л — рюоиатор; з — кодзажног дно резонатора; х — кргпажнак скоба. щнх (обычно первая) усиливается резонатором и излучаетсн в окру»дающее пространство в виде акустич. волн. Частота звука, излучаемого Г. с,, зависыт от глубины й резонатора и положения его по отношению к соплу (параметр 1), к-рые регулируются с помощью микрометрнч. винтов. Настроенный Г. с. работает на частоте ) = с)4 (й + з), где с — скорость звука в газе, продуваемом через сопла, з — козфф., зависялцяй от данления газа.
Длн воздуха нри изменении избыточного давления от 0,03 до 0,4 кгс,'см' »меняется в пределах 7,3 — 4,7 (з выражается в тех же единицах, что и й). Ври работе на возцухе акустнч. мощность Г. с. Еа частоте 50 к1'ц составляет несколько Вт. Значение частоты 50 кГц является практически предельным длн Г. с. при продувке воздухом; для повьппення частоты излучения либо повышают темп-ру рабочего тела, либо применяют газм с высокой скоростью звука (с водородом, напр., получены частоты до 170 ЕГц). Как большинство газоструиных излучателей низкого давления, Г. с.
имеет сравннтельио высонии кпд — 15 — 25»4». Вследствие малой мощности «классические» Г. с. применяются в основнолз длн дистанционного управлении механизмами (на расстояниях до 15 и), а танисе для бесшумной или охранной сигнализации. В современных вариантах Г. с. обеспечена автоматич. подстройка частоты клинового тона под заданную частоту резонатора, а также в 3 раза увеличена мопиюсть за счет использования отработанного газа для периоднч, отклонения струи путем установки специального рассекателя 8 (рис. 2). Для увеличения акустич.
мошпости прнлленяются также многосвистковые устройства, состоящие из идентичных излучателей, синхронизация к-рых осуществляется с Рис. 2, Модийипиро«аиныа свисток Галь- тона: 7 — р»зоиатор; З вЂ” сопла; 3 — зиладыш с расс»лат»Лом; З вЂ” зырззоиззшщзн трубка длн снихрони- задии. помощью полуволновых трубок, соединяющих полости реаонаторов. Люта.: Б е р г ы а н Л., Ультразвук и его ирин»пенис з науке и технике, к. с нгм., 2 изд., М., 7257; М а т а у ш е к Н., Ультраззукозан техника, иер. с нем., М., »З62.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
