ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы ТЕРМИЧЕСКАЯ ГЕНЕРАЦИЯ ЗВУКА (АЭРОТЕРМОАКУСТИКА) Генерация звука тепловыми источниками из "Введение в нелинейную акустику Звуковые и ультразвуковые волны большой интенсивности " обсуждаются основные особенности вибрационного горения и формулируются граничные условия на сосредоточенном теплоподводе, находяш,емся в трубе, которые конкретизируются для некоторых типичных случаев. [c.467] И возможные частоты этих автоколебаний ( 4). В двух последних параграфах этой главы кратко обсуждаются два примера автоколебаний, вызванных акустическим механизмом обратной связи явление Рийке и вибрационное горение в жидкостных реактивных двигателях (ЖРД). [c.468] любое изменение температуры неподвижной стенки приводит к возникновению упругого возмущения, распространяющегося от стоики со скоростью звука, т. е. к возникновению звуковой волны. Решение системы уравнений (1.3), (1.22), (1.23), (1.6) для этого случая довольно громоздко. Здесь, следуя [1], мы приведем только окончательные результаты такого решения. [c.468] Здесь V — кинематическая вязкость, То — невозмзпценная температура газа, у — отношение теплоемкостей, со — скорость звука при выкладках число Прандтля Рг = СрЦ/к было положено, для упрощения расчетов, равным что с достаточной точностью справедливо для газов. Импульс давления, выражаемый этой формулой, представляет собой острый пик, центр которого перемещается от стенкп со скоростью звука. Его интенсивность пропорциональна температурному возмущению ЛГ и убывает как корень четвертой степени из проходимого расстояния х. С возрастанием t ширина импульса возрастает как У , т. е. подобно тому, как это имеет место для процессов молекулярной диффузии. [c.469] Можно также рассмотреть задачу о возникновении пограничного слоя у стенки, вдоль которой распространяется звуковая волна (см. гл. 6, 2). Тогда этот пограничный слой взаимодействует с первоначальной волной при этом создается довольно сложная картина звукового поля [1]. [c.470] Решение рассмотренных задач с учетом нелинейностей уравнений гидродинамики пока не проводилось. [c.470] К числу только что рассмотренных задач примыкает задача о шуме при турбулентном горении газа. Известно, что интенсивность такого шума при некоторых условиях заметно больше, чем холодной струи. [c.470] Допустим [2], что малый элемент топлива массы т сгорает при постоянном давлении, потребляя при этом массу воздуха, в а раз большую, чем т. Если при сгорании объем, занимаемый продуктами сгорания, в к раз больше первоначального объема (обычно А 4—5), то при этом перемещается масса окружающего газа, равная k—i)am. При перемещеншг такой массы газа возникает волна давления. Амплитуда этой волны давления зависит от скорости сгорания. [c.470] При ламинарном пламени (см. подробнее 3) скорость сгорания топлива постоянна п = 0 процесс сгорания бесшумен. Однако, если зона горения турбулентна, а именно этот случай и рассматривается, то если даже расход топлива в среднем постоянен, локальная скорость горения 1еняется во времени и для малого элемента объема Q O. Турбулентность непрерывно возмущает пламя в каждый данный момент горение ограничено этим пламенем или серией пламен, занимающих случайное положение в зоне горения. [c.471] Для жидкого углеродного топлива, сгорающего в предварительно нагретом воздухе, который движется с достаточно большой скоростью, = 4, а = 15. Vfj 10 и v lH 10 из (12.7) получаем, что т] 10 . [c.472] Как видим, эффективность преобразования энергии горения в энергию шума весьма мала. Однако мощности современных турбореактивных двигателей весьма велпки, поэтому интенсивности шума горения но своей абсолютной величине не так малы. Так, например, при мощности двигателя 60 Мет будем иметь источник шума, но мощности равный 60 вт. Этот источник на расстоянии 30 м создает уровень шума в 108 дб. Шум холодной струи ири этих условиях существенно больше, однако ири малых скоростях истечения струи шум, создаваемый горением, может иметь большое значение, поскольку ири горении изменения плотности не малы даже для малых М потока. Шум холодной струи имеет квадрупольное происхождение и ого интенсивность пропорциональна г , тогда как шум турбу-лентного горения согласно (12.6) пропорционален г ). [c.472] ВИЙ значение центральной частоты имеет порядок нескольких сот герц. [c.473] Все это рассмотрение, проведенное в [2], является, конечно, только качественным и весьма грубым однако оно дает некоторое представление как о порядке величины возникающего шума, так и о самом механизме его возникновения. [c.473] В качестве другого интересного примера термической генерации шума упомянем генерацию звука нагреванием поверхности твердого или жидкого тела электронной бомбардировкой и поглощением электромагнитной радиации. В [3, 4] приводятся результаты такого рода экспериментов и их обсуждение. Поверхность (предварительно зачерненная) облучалась светом от рубинового лазера или высокочастотными радиоимпульсами. При поглощении электромагнитной радиации поверхность нагревалась, и вследствие теплового расширения возникали упругие импульсы, распространяющиеся по образцу. Электронная бомбардировка поверхности также приводит к генерации упругих импульсов. [c.473] Вернуться к основной статье