ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Струйная система для снижения шума сверхзвуковых струй. Подавление дискретной составляющей из "Акустическое управление турбулентными струями " В настоящем параграфе сравнивается шум сверхзвуковых турбулентных струй, истекающих из одиночного сопла и системы сопел подобно тому, как это было сделано в параграфе 8.1 для дозвуковых и околозвуковых турбулентных струй [8.8]. [c.201] Маха истечения Мо = 0,5 до St = 0,15 при Мо = 2,5 [8.16]. Возможно, это отличие обусловлено большей длиной начального участка сверхзвуковых изобарических струй по сравнению с дозвуювыми струями, вследствие чего при сверхзвуковых скоростях истечения возрастает число попарных слияний вихревых структур. При исследовании акустического поля сверхзвуковых изобарических струй было установлено [8.19], что эволюция крупномасштабных упорядоченных структур во многом определяет механизм генерации звука. Максимальные уровни шума, как и в дозвуковых струях, реализуются в направлении, составляющем около 30° с осью струи. [c.202] Аэродинамический шум сверхзвуковых струй определяется числом Маха истечения Мо, степенью неизобаричности (нерасчетности п = Ра/Роо) и рядом других факторов. Так, например, возбуждение дискретного тона зависит от температуры струи, наличия отражающих поверхностей вблизи сопла, конденсированной фазы в струе, влажности окружающей среды и Т.Д. [8.2]. [c.202] Рассмотрим еще два аспекта поставленной задачи. Во-первых, поскольку шум периферийных струек при сверхзвуковых скоростях истечения может воздействовать на центральную струю, подобно тому как это имеет место в дозвуковых струях, представляет интерес механизм воздействия акустического облучения на сверхзвуковые струи. В работе [8.12] показано, что при поперечном акустическом облучении сверхзвуковых (Мо = 2) неизобарических (п = 0,5 -2,0) струй с уровнем возбуждения ((p )) /po = = 0,1 -0,2% от полного давления ро в струе образуются возмущения на облучаемой ее стороне, причем сверхзвуковая струя излучает звук на частоте внешнего воздействия. При этом сколько-нибудь заметного влияния частоты внешнего воздействия на расширение сверхзвуковой струи не наблюдается. Важно также подчеркнуть, что отмеченное выше воздействие звука на сверхзвуковую струю наблюдается только при облучении при-сопловой части струи. Облучение других участков сверхзвуковой струи никак не влияет на ее структуру даже при очень высоких уровнях звукового давления. Во-вторых, при принятой в [8.1,8.20] схеме компоновки с относительно большим расстоянием между осями соседних периферийных сопел дискретные составляющие шума истекающих из них струй излучаются независимо [8.2]. [c.202] На рис. 8.10 представлены третьоктавные спектры шума сверхзвуковых струй в дальнем поле при Mi = 2, М2 = О и 2 и п = 0,75, 1,0 и 1,5 при (f = 30°. Сравнение этих спектров при Mi = 2, М2 = 0со случаем Ml = М2 = 2 позволяет оценить снижение шума, достигаемое при наличии периферийных струек. Отсюда можно заключить, что при расчетном режиме истечения (п = 1), когда дискретная составляющая не образуется, снижение уровня широкополосного шума в присутствии периферийных струек достигает 5 дБ. При нерасчетных режимах истечения (пф 1) основное снижение шума, вызванное периферийными струйками, обусловлено подавлением дискретной составляющей. В отдельных случаях, однако, наблюдается смещение дискретной составляющей в область больших частот. Снижение шума здесь может достигать 10 дБ. Были также измерены узкополосные спектры струйной системы и центральной струи при р = 30°, Mi=2hM2=0 при п = var. На рис. 8.11 они представлены для случаев п = 0,75,1,0 и 1,5. Анализ узкополосных спектров подтверждает предыдущие выводы, сделанные при рассмотрении третьоктавных спектров. [c.204] на расчетных режимах истечения (изобарические струи) при наличии периферийных струек происходит заметное, до 5 - 7 дБ, снижение шума, главным образом, в области низких частот. При больших частотах эффект исчезает. На нерасчетных режимах истечения (неизобарические струи) влияние периферийных струек при частотах / 12 кГц приводит к снижению широкополосного шума примерно на 5 дБ и подавлению дискретных составляющих, превышающих уровень сплошного шума на 10 - 15 дБ. В то же время истечение периферийных струек в ряде случаев сопровождается образованием высокочастотных дискретных составляющих, превышающих уровень сплошного шума на 15 - 20 дБ. [c.204] На рис. 8.12 представлены характерные спектры шума струи, истекающей из центрального сопла (7), и системы, состоящей только из шести периферийных струек (2). Из сопоставления графиков на рис. 8.11 и 8.12 отчетливо видно, что широкополосный шум системы периферийных струек (ЛГ = 6) гораздо ниже шума как одиночной центральной струи, так и всей исследованной системы в целом. В то же время система периферийных струек генерирует дискретную составляющую шума на высоких частотах. [c.204] Проводились опыты с разным числом N периферийных струек (например, N = 3), расположенных как равномерно вокруг центральной струи, так и по одну сторону от нее. В дальнем звуковом поле при при фиксированном угле у) = 30° бьши измерены спектры пульсаций давления при ряде углов ф в окружном направлении (см. рис. 8.9). Оказалось, что эти спектры различаются незначительно как по широкополосному шуму, так и по дискретным составляющим. Правда, в отдельных измерениях снижение шума со стороны расположения периферийных струек было несколько больше. [c.205] Однако это не дает оснований сделать вывод о значительной роли экранирующего эффекта периферийных струек. Более того, хорошо известно, что основной источник широкополосного шума сверхзвуковых струй располагается в пределах 15 - 20 калибров (в долях di). На таких расстояниях от среза сопла периферийные струйки успевают перемешаться с основной струей, образуя сложную конфигурацию. Следовательно, экранирующий эффект не может играть сколько-нибудь существенной роли. [c.206] Вернуться к основной статье