Волна, амплитуда открытой трубе

Вследствие отражения звуковых волн у концов трубы столб воздуха, заключенный в трубе конечной длины и диаметра, малого но сравнению с длиной волны, как и стержень, представляет собой одномерную колебательную систему, обладающую определенными нормальными колебаниями — основным тоном и гармоническими обертонами. Частоты этих колебаний и распределение их амплитуд вдоль трубы, а также возникновение резонанса при вынужденных колебаниях определяются совершенно теми же условиями, что и в случае стержня, причем закрытый конец трубы аналогичен закрепленному концу стержня, а открытый конец трубы — свободному 154). [c.734]

Для наблюдения картины распределения амплитуд стоячих волн в трубах можно пользоваться свойствами газового пламени. Слабое газовое пламя, зажженное у узкого отверстия в стенке трубы, увеличивается в местах, где образуются пучности стоячей волны. Пропуская через трубу с большим числом малых отверстий светильный газ и возбуждая в ней стоячие волны при помощи звучащего громкоговорителя (рис. 467), можно наблюдать распределение амплитуд вдоль трубы. В трубе, у открытого конца которой помещен громкоговоритель, а другой конец закрыт, резонанс будет наблюдаться всякий раз, когда вдоль трубы укладывается нечетное число четвертей волны. Изменяя частоту тока, питающего громкоговоритель, можно возбудить стоячие волны разной длины. [c.734]

Не менее сложные формы колебаний давления воздуха имели место в открытой трубе. На рис. 39 приведены кривые, замеренные в различных сечениях трубы длиной 1,79 м. Левый столбец эпюр соответствует колебаниям при первом линейном резонансе, правый — при втором нелинейном резонансе [98]. Вблизи поршня кривые давления непрерывны, при приближении к открытому концу формы кривых усложняются, они становятся разрывными, в газе образуются ударные волны. Эксперименты показывают, что в случае открытой трубы формы и амплитуды резонансных колебаний зависят от номера резонанса. [c.125]

В некоторых частных случаях вынужденных колебаний можно непосредственно использовать теорию собственных колебаний. Так, если источник расположен внутри трубы на достаточно большом расстоянии от ее конца, то возбуждаемое им внутри трубы поле вблизи конца состоит из одной или нескольких распространяющихся волн, набегающих на открытый конец с определенными амплитудами и фазами. Открытый конец действует ка эти волны так же, как если бы они приходили из бесконечности, так НТО здесь все сводится к задаче о собственных колебаниях. Если же источник звука расположен вне трубы на таком расстоянии от нее, что испускаемую им волну можно считать вблизи открытого конца участком плоской волны, то возникает задача о падении плоской волны, распространяющейся в свобод- [c.109]

Действительно, пользуясь тем, что при условии у. < 1 движение среды вблизи открытого конца должно быть приблизительно таким же, как течение несжимаемой жидкости (ср. [17], стр. 197—199), можно связать амплитуду колебаний внутри трубы с амплитудой сферической волны, расходящейся от конца, вычислить излучение и вызываемое им затухание. Если цилиндрический резонатор [c.113]

Для общности рассуждений предполагаем, что в трубе к открытому концу бегут две волны одна — электрическая с амплитудой А и волновым числом —h и другая — магнитная с амплитудой В и волновым числом —h. Контур С проводим так, чтобы он охватывал бесконечно узкими петлями точки w = —h и w = —Ъ снизу. Для определенности считаем во всех рассуждениях lmk>0, к пределу 1гп й = 0 переходим только в окончательных формулах. [c.126]

Рассмотрим теперь другую возможность, когда к открытому концу трубы приходит магнитная волна Hmi с амплитудой тока В и волновым числом —Ъ = —wi. В этом случае [c.132]

Далее следует учесть краевые условия на концах трубы. Карьер указывает, что если плоская волна, распространяющаяся по оси трубы и падающая изнутри трубы на открытое (выходное) отверстие, в некоторой точке х имеет амплитуду акустического давления [c.479]

В трубе, открытой с обоих концов, собственные колебания, как об этом говорилось в 2, представляют собой стоячие волны, причем акустическая скорость v в некоторой точке X трубы (см. рис. 107) опережает по фазе давление р на четверть периода УД. В том случае, когда сетка расположена в нижней части трубы и О < а < L/2, за ГМ до максимального сжатия скорость v достигает максимального значения и направлена вверх, т. е. через сетку проходит холодный воздух и теплоотдача улучшена. Поскольку теплоотдача происходит с инерцией, максимум теплоотдачи будет несколько запаздывать по фазе относительно скорости V, в результате чего нагрев будет почти совпадать по фазе с давлением р. При сетке, расположенной выше X = LI2, амплитуда скорости меняет знак на обратный за Т/4 до максимального давления скорость будет максимальна и направлена вниз, т. е. к сетке будет подходить нагретый воздух п теплоотдача будет ухудшена (она будет улучшена, ес.чи сетка является не нагревателем, а охладителем). В сжатии не будет передаваться тепло и колебания не будут поддерживаться. [c.495]

Взглянув снова на график стоячей волны, мы обнаружим еще одно существенное обстоятельство на открытых концах трубы всегда оказываются минимумы (нулевые значения) амплитуды. Следовательно, вдоль трубы всегда должно уложиться целое число полуволн звука. Тогда, действительно, в результате последовательных отражений амплитуда стоячей волны достигает значительной величины происходит резонанс. При резонансе отраженные волны комбинируются так, что усиливают друг друга — это так называемая конструктивная интерференция волн. Если же на длине трубы не укладывается целое число длин волн, то последов а гельные отражения уже не будут усиливать друг друга максимумы одних волн придутся на минимумы других, и в итоге получится стоячая волна малой амплитуды. Резонанс в этом случае отсутствует, и говорят о деструктивной интерференции волн. [c.42]

Следовательно, после отражения от свободной поверхности форма волны и ее амплитуда остаются прежними, знак возмущения давления меняется на противоположный, знак скорости сохраняется скорость газа у открытого конца трубы в области наложения падающей и отраженной волн удваивается сравнительно со скоростью в падающей волне. [c.234]

В этом случае в первом приближении амплитуда скорости воздуха па открытом конце трубы постоянна и направлена параллельно оси трубы (перпендикулярно к плоскости открытого конца). Предположим, что эта скорость имеет амплитуду и . Согласно формуле (28.7) давление в плоскости открытого конца трубы на расстоянии г от оси трубы, происходящее благодаря излучению плоской волны, будет [c.368]

Возмущения, распространяющиеся в трубе с жидкостью или газом, в общем случае испытывают отражения, вызванные либо изменением геометрии трубы, либо нарушением однородности жидкости. Так, при заполнении гидравлической магистрали жидким топливом между фронтом жидкости и открытым концом трубы образуется газовая полость. На границе жидкость — газ волны отражаются с той или иной амплитудой. При выходе волны на свободную поверхность бака также имеет место ее отражение. [c.124]

Как было показано раньше, две бегущие в противоположном направлении синусоидальные волны с одинаковой частотой и амплитудой образуют стоячую волну. При отражении синусоидальной волны, бегущей по трубе, от закрытого (или открытого) конца всегда в трубе образуется стоячая волна, если при отражении не происходит потерь энергии. Таким образом, в закрытой с обоих концов трубе или на струне с закрепленными концами возможны гармонические колебания в виде стоячих волн, при которых у закрытого конца трубы имеется узел еолны смещения-, то же наблюдается и у закрепленных концов струны. [c.495]

При определениях пределов частоты или заметных отличий в частоте следует подбирать звуки подходящей интенсивности. Остается, однако, другой вопрос — о степени интенсивности звука данной высоты, необходимой для его слышимости. Самая ранняя оценка амплитуды едва слышимых звуков принадлежит, повидимому, Теплеру и Больцману2). Она связана с остроумным применением теории открытых органных труб ( 313) Гельмгольца к экспериментальным данным этих авторов ( 322rf), относящимся к максимальному сгущению внутри трубы. Они приходят к заключению, что плоские волны с частотой 181, в которых максимум сгущения S равен 6,5 10" , едва слышны. [c.418]

Выше мы приняли, что давление у открытого конца трубы Р равно удвоенной амплитуде давления в свободном пространстве Р . Это снравед-ливо тогда, когда фланец велик по сравнению с длиной звуковой волны но когда длина волны очень велика по сравнению с размерами фланца, Р становится равным Р . Кривая отношения Р1 Р будет подобна кривой, указанной на фиг. 56 для большого интервала изменения 21/к (за исключением того, что вертикальная шкала должна быть удвоена). Если фланец не очень велик, то кривая для Рг// / будет более похожа на пунктирную кривую для малых значений 21 [Х, подходя к значениям, равным единице (по удвоенному масштабу), как к нижнему пределу, благодаря снижению величины Ро1Р1 от двух до единицы для больших длин волн. Этот вопрос будет разобран подробно в следующей главе. [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...