Трубы узкие, скорость звука

При равномерном поступлении в мундштук М (рис. 5.176) воздух проходит через узкую щель Щ, за которой образуется турбулентный поток. Образующаяся при таком течении вихревая дорожка является источником щелевого тона, основная частота которого обратно пропорциональна периоду следования вихрей. По существу система мундштук + щель представляет собой сложную автоколебательную систему, теоретическое описание которой — серьезная проблема. Вихри, выходящие из щели, поочередно проходят слева и справа от язычка Я, вызывая его вибрацию. Язычок оказывает периодическое воздействие на столб воздуха в трубе. Возникающие в столбе импульсы сжатия, добежав до открытого конца трубы, отражаются в виде импульсов разрежения и возвращаются к щели через время Т = 2И с I — длина трубы, с — скорость звука в воздухе), управляя поступлением воздуха через щель. Таким образом, основная частота V] = ИТ формируется резонаторной системой. Однако можно вдувать воздух так, чтобы в трубе одновременно существовали два импульса сжатия, и мы услышим звучание трубы на частоте первого обертона (удвоенной частоте). [c.112]

Мы видим, что при упругой реакции стенок скорость волны в трубе меньше скорости звука в неограниченной среде и дисперсия скорости отсутствует. Реакция упругая, если периметр трубы много меньше длины волны звука в материале трубы. Для металлических узких труб, заполненных газом или жидкостью (например, для водопроводных труб), это условие всегда выполнено. [c.225]

Если скорость волн в материале трубы меньше скорости звука в среде, заполняющей трубу (так будет, например, для резиновой трубки, заполненной водой), то в диапазоне частот, при которых трубу можно еще считать узкой, будет лежать радиальный резонанс трубы, при котором проводимость стенок обращается в бесконечность. При частотах ниже резонансной проводимость будет иметь характер упругости, а при частотах выше резонансных — характер массы. Соответственно усложнится и дисперсионное поведение трубы. В самом деле, рассмотрим радиальные колебания трубы под действием гармонического внутреннего давления р. Боковые стенки трубы можно считать колебательной системой, в которой элементом массы является масса самой стенки, а упругая сила создается растяжением оболочки при изменении ее радиуса. Для радиального колебания можно написать уравнение движения стенки в виде [c.228]

Действительно, если равенство (4.60 ) соблюдается, то в наиболее загроможденном (т. е. в самом узком) сечении трубы при приближении к нему пускового скачка устанавливается скорость, равная скорости звука (Ма = I). В этом случае считают, что аэродинамическая труба заперта , а рассматриваемое сечение становится критическим. Пусковой скачок не пройдет через всю рабочую часть, а останется в том сечении, как бы перегораживая трубу. Поток перед моделью не будет сверхзвуковым с заданными параметрами. Число М за таким прямым скачком [c.124]

Во втором случае (кривые 2 и 2 ) скорость в наиболее узком сечении будет достигать скорости звука и в зависимости от величины давления за соплом либо дальше, в расширяющейся части трубы, становится сверхзвуковой (кривая 2), либо, если давление на выходе из трубы сверхкритическое, скорость в диффузоре убывает и при выходе из трубы становится дозвуковой (кривая 2 ). [c.141]

Насадок, состоящий лишь из сужающегося участка (рис. 26, б), называется простым соплом, или очком. Наибольшая скорость, которую можно получить, выпуская адиабатически газ через простое сопло, равна скорости звука, и достигается эта скорость в наиболее узком сечении, т. е. на срезе сопла. Простые сопла и сопла Лаваля широко применяются в технике сопло Лаваля является необходимым элементом конструкций ракетных двигателей, сверхзвуковых аэродинамических труб и т. п. Рассмотрим подробнее адиабатические течения в простом сопле и в сопле Лаваля. [c.47]

ОКОЛОЗВУКОВОЕ ТЕЧЕНИЕ — течение газа в области, в к-рой скорость потока и мало отличается от местной скорости распространения звука а(и яц а). О. т. может быть дозвуковым (к < а), сверхзвуковым (у > а) и смешанным (или трансзвуковым), когда внутри рассматриваемой области совершается переход от дозвукового к сверхзвуковому течению. Характерными случаями О. т. являются течение в области критического (наиб, узкого) сечения сопел ракетных двигателей и аэродинамич. труб, течение вблизи горловины сверхзвуковых воздухозаборников реактивных двигателей, в межлопаточных каналах нек-рых турбомашин, обтекание тел (самолётов, снарядов, ракет), летящих со скоростью, близкой к скорости звука или преодолевающих звуковой барьер , когда на обтекаемом теле возникают местные сверхзвуковые зоны, замыкающиеся ударными волнами. [c.402]

При работе на вакуумных камерах можно получать как дозвуковые, так и сверхзвуковые потоки. Однако трубы, в которых создается поток, устремляющийся в вакуумную камеру, в обоих случаях должны иметь совершенно различную форму. В трубе для дозвуковых потоков рабочее пространство расположено непосредственно вслед за всасывающей воронкой (рис. 258). Из рабочего пространства поток попадает в суживающуюся трубу с регулируемым просветом. В самом узком сечении этой трубы скорость потока делается равной скорости звука и тем самым устанавливается вполне определенное количество протекающего воздуха. В трубе же для сверхзвуковых потоков рабочему пространству должно предшествовать сопло Лаваля (рис. 259). Поперечное сечение рабочего пространства получается больше, чем в трубе для дозвуковых потоков. Самое узкое поперечное сечение сопла Лаваля должно быть [c.407]

Полученным результатом мы воспользуемся для приближенного вычисления скорости звука в трубах, столь узких, что вязкость воздуха оказывает заметное влияние. Так же, как в 265, допустим, что X обозначает полный поток жидкости сквозь сечение трубы в точке X. Сила гидростатического давления, действующая на [c.308]

Наиболее просты С. в. в одномерных областях, напр, в жидкостях или газах, заполняющих узкую (по сравнению с длиной волны) трубу, или в тонком стержне. Звуковое давление р в С. в. в трубе длиной L, заполненной средой с плотностью р и скоростью звука с в ней, можно записать в виде [c.336]

Скорость звука в узкой трубе не зависит ни от площади сечения, ни от его формы, и равна скорости звука в неограниченной среде. [c.168]

Если труба очень узкая, т. е. L < Я/2 или а < 0,61Я, то, как мы уже упоминали в 52, распространение волны в ней не зависит от того, прямая ее ось или изогнутая или даже имеет изломы во всех случаях давление и скорость частиц, оставаясь практически постоянными по всему сечению трубы, зависят только от одной координаты — расстояния, отсчитываемого вдоль оси трубы. Скорость волн, отсчитываемая вдоль оси трубы с жесткими стенками, всегда равна скорости звука в неограниченной среде ). [c.202]

Согласно теории Кирхгофа [1047] и Гельм-гольца ), при распространении звука в газах, заключенных в узкие трубки, увеличение потерь на трение и теплопередачу обусловливает уменьшение скорости звука по сравнению со скоростью в свободном пространстве. Напротив, влиянием радиальных колебаний трубки в этом случае можно пренебречь. Теория Гельмгольца— Кирхгофа дает для скорости звука в трубе радиуса г при частоте f следующую формулу [c.394]

Прямая труба постоянного поперечного сечения является составной частью всех звукопроводов, применяемых на практике, и потому рассмотрение законов распространения звука в такой системе очень важно для решения всех вопросов акустики, связанных с экспериментом. Будем предполагать, что боковые стенки трубы абсолютно твердые и совершенно не проводят тепла. Допущение наличия упругости и теплопроводности стенки приводит к значительному усложнению решения задачи. Эти факторы дают добавочное затухание звука вследствие отдачи энергии колебаний стенке и приводят к искажению плоского фронта волны. Внутреннее трение в газе (или жидкости), заполняющем трубу, будем учитывать в упрощен-. ной трактовке, считая, что скорость движения частиц одинакова по всему сечению (т. е. считая волну плоской), и принимая силу трения пропорциональной этой скорости. Фактически при малой вязкости скорость почти постоянна по всему сечению и быстро падает лишь в узком пограничном слое у стенки. Кроме того, будем считать, что диаметр трубы значительно меньше длины волны. При этом условии неоднородность скорости по сечению трубы, даже если она возникла, быстро выравнивается и волна становится плоской (см. гл. 6). [c.77]

Примерами инструментов первой группы (издающих звуки аэродинамически) могут служить некоторые духовые инструменты, в частности блок-флейта (продольная флейта, или рекордер) и диапазонные органные трубы. Произвести звук без подачи энергии невозможно. Мы уже видели, что звук —это просто способ передачи энергии сквозь воздух или какую-либо другую среду в виде волн давления, в которых энергия непрерывно и быстро переходит из одной формы в другую из потенциальной в кинетическую и обратно. При колебании поршня в трубе энергию поставлял вращающийся коленчатый вал, в случае пульсирующего баллона — насос. В духовой инструмент энергию подает сам музыкант, который давлением своих легких вдувает в него модулированную струю воздуха. На рис. 5 изображена блок-флейта. Воздух, сжатый в легких, вдувается через узкую щель мундштука и выходит из него в виде короткой струи при этом то по одну, то по другую сторону от струи образуются вихри. Они возникают потому, что по обе стороны от быстро движущегося потока воздуха давление падает. Это можно увидеть, например, если дунуть на монетку, лежащую на столе монетка перевернется. Падение давления вызывает отсасывание струи с боков поэтому большая скорость воздуха, выходящего из мундштука, и турбулентность струи приводят к образованию вихрей. Затем эти вихри сталкиваются с клиновидным выступом амбушюра флейты и проходят сверху или снизу выступа. Практически именно положение этого выступа определяет частоту образования вихрей чем меньше расстояние от отверстия мундштука до выступа, тем чаще образуются вихри. Точно так же, чем сильнее дует музыкант, тем больше скорость воздушной струи и частота образования вихрей. [c.38]

Показать, что при распространении звука в узкой трубе наблюдается дисперсия. Найти закон дисперсии и частотную зависимость коэффициента затухания для слабого поглощения. Записать связь скорости и давления в бегущей волне, выражение для текущего импеданса. [c.50]

КОНФУЗОР (от лат. onfundo — вливаю) — участок проточного капала в виде суживающейся трубы обычно круглого или прямоугольного сечения. В случае, когда в К. поступает ноток жидкости или газа со скоростью, меньшей местной скорости звука, давление при переходе от широкого входного к узкому выходному сечению падает, а скорость и, следовательно, ки-нетич. анергия потока возрастают, т. е. течение имеет характер, обратный течению в диффузоре. При дозвуковых скоростях течения К.— то же, что сопло. Если скорость течения на входе в К. превышает местную скорость звука, в К. происходит торможение потока, к-рое может приводить к образованию ударных волн. КОНЦЕНТРАТОР акустический — устройство для увеличения интенсивности УЗ (амплитуды колебат. смещения частиц). По принципу действия различны два типа К. фокусирующие, или высокочастотные, и стержневые, или низкочастотные. [c.454]

Уменьшение скорости звука в узких трубах, обнаруживаемое по длине волны стоячих колебаний, было замечено Кундтом ( 260) и специально изучено Шнеебели ) и Зеебеком ). Из их опытов следует, что уменьшение скорости пропорционально в согласии с (22), но что при изменении п уменьшение пропорционально скорее чем Так как [л- не зависит от плотности (р), то в разреженном воздухе эффект был бы усилен. [c.317]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...