ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Мощность и коэффициент полезного действия из "Источники мощного ультразвука " Как уже отмечалось в гл. 2, измерения акустической мощности сопряжены с большими трудностями и не исключают возможности получения завышенных результатов из-за проведения измерений в незаглушенных помещениях и в ближнем поле излучателя. Если тщательно выполненные и проверенные несколькими методами измерения Гартмана, несмотря на отсутствие в то время современной измерительной электронной аппаратуры, никаких сомнений не вызывают, то этого, к сожалению, нельзя сказать о целом ряде более поздних работ. [c.63] Большинство авторов под к.п.д. излучателя подразумевают так называемый механо-акустический к.п.д., т. е. коэффициент, показывающий эффективность преобразования кинетической энергии струи в энергию звуковых колебаний. Однако такой к. п. д. не учитывает реальных затрат энергии на сжатие воздуха. Так как в зависимости от конечного давления Ра, необходимого для нормальной работы того или иного типа излучателя, эти затраты могут существенно меняться, Грегуш [69] предложил для оценки эффективности аэродинамических преобразователей использовать электроакустический, или полный, к.п.д. Тогда излучатели, работающие при малых перепадах давления, будут иметь более высокий к.п.д. по сравнению с излучателями, работающими при высоких давлениях, так как в общий к.п.д. войдет эффективность преобразования электрической энергии в энергию сжатого газа, а, как известно, компрессоры имеют более низкую эффективность, чем, скажем, вентиляторы высокого давления. [c.63] На наш взгляд, предложение Грегуша вполне разумно, особенно если рассматривать к.п.д. не отвлеченно, а с позиций промышленного использования того или иного типа излучателя. Однако ввиду того, что газоструйные излучатели типа Гартмана и его модификации всегда работают при Ро 0,9 ати (в том числе и излучатель с косым скачком) и требуют в связи с этим использования компрессора, то для сравнения таких преобразователей между собой вполне допустимо применять не полный, а механо-акустический к.п.д., который мы и будем использовать в дальнейшем. [c.63] Так как акустическая мощность сильно зависит от режима настройки излучателя, то формулы (44) и (56) дают предельно достижимые значения мощности и пользоваться ими можно лишь для ориентировочных расчетов. Для определения к.п.д. излучателя при различных параметрах настройки следует производить измерение мощности одним из методов, описанных в гл. 2. [c.63] Из формулы (60) видно, что при повышении рабочего давления, наряду с увеличением мощности излучения, увеличивается и энергия струи, причем растет она быстрее, чем акустическая мощность поэтому к.п.д. излучателя падает. К подобным выводам можно прийти, исходя из зависимостей, изображенных на рис. 40, хорошо объясняющих снижение той части энергии струи (кинетической) за скачком, которая может быть преобразована в акустическую энергию. С точки зрения повышения к.п.д. следует стремиться использовать такие конструкции, которые способны работать при небольших перепадах давления. [c.64] В последних формулах давление Ра и Pq выражено в абсолютных значениях ата). Учет изменения температуры воздуха в сопле приводит к тому, что в соответствии с (62) к.п.д. оказывается приблизительно в 1,5 раза больше, чем вычисленный по формуле (60). Так как формула (62) выведена для реальных условий преобразования энергии струи в акустическую, то для вычисления механо-акустического к.п.д. следует пользоваться именно ею, предварительно измерив температуру Т . Очевидно, что величина т], полученная Гартманом, приближается к значению полного к.п.д. [c.64] Соглашаясь с выводом авторов работы [70] о том, что ни одна из приведенных формул не является строго точной, так как все они не учитывают необратимости процессов, происходящих при расширении газа в излучателе, мы хотим обратить внимание на другую сторону вопроса. Совершенно очевидно, что бессмысленно заниматься дальнейшими незначительными уточнениями выражений для второй составляющей, входящей в формулу для к.п.д., до тех пор, пока не будет достигнута надлежащая точность в измерениях акустической мощности излучателей. [c.65] В заключение оценим предельно возможное значение к. п. д. газоструйного излучателя Гартмана, считая что вся кинетическая энергия струи за скачком преобразуется в акустическую энергию. Из формулы (55) или графиков, представленных на рис. 40, б, видно, что для реально применяемых в излучателях числах Маха эта величина лежит в пределах 20—45 %, причем большие величины п соответствуют меньшим значениям Очевидно, что достичь такого теоретического значения к. п. д. на практике невозможно, так как в формуле (55) не учитывалось внутреннее трение в газе, трение газа о стенки резонатора и потери энергии при отражениях от дна резонатора и скачка уплотнения. [c.66] Вернуться к основной статье