Звуковые волны распространение по трубе

Процесс взаимного уничтожения вторичных звуковых волн играет большую роль, когда звук распределен в пространстве неравномерно. Нетрудно заметить сходство между описанием дифракции и объяснением направленности излучения, создаваемого колеблющейся пластиной. Когда плоские волны, бегущие по вентиляционной трубе, внезапно вырываются наружу, на конце ее происходит то же, что и при излучении звука колеблющейся стальной пластиной высокочастотный звук направляется прямо вперед, тогда как для низких частот взаимное уничтожение вторичных волн по краям фронта оказывается менее полным, поэтому выходящий из трубы звук низкого тона имеет меньшую направленность и расходится в стороны. Явление, которое мы обозначали как взаимное уничтожение или взаимодействие волн , на языке физики называют интерференцией . Интерференция имеет место всегда, когда две волны одновременно проходят через одну точку. Это очень распространенное явление впервые мы встретились с ним, рассматривая прохождение звука в резонансной трубе в результате интерференции исходной и отраженной волн возникала стоячая волна. На этом принципе построены применяемые в лабораториях интерферометры— это особые резонансные трубы для измерения отражательной способности вещества, которое помещают на конце трубы. [c.139]

Измерение коэффициента звукопоглощения материалов. Одним из наиболее распространенных методов измерения коэффициентов поглощения различных звукопоглощающих материалов при нормальном падении звуковых волн является метод акустического интерферометра со стоячими волнами. Динамический громкоговоритель, помещенный над верхним концом длинной (3-—4 м) металлической трубы (рис. 133), создает плоские волны, фронт которых перпендикулярен к оси трубы (для этого длина волны должна быть больше диаметра трубы по крайней мере в 2 раза). В том случае, если на другом конце трубы имеется акустически жесткая стенка, звуковые волны полностью отражаются от нее в результате сложения падающих и отраженных волн возникают стоячие волны с узлами, звуковое давление в которых равно нулю. Если же вместо жесткой стенки, на которую падает звуковая волна, имеется звукопоглощающий материал, который частично поглощает звук, образующиеся в трубе стоячие волны уже не будут иметь резко выраженные узлы (минимумы) давления то же самое будет иметь место и для амплитуды акустической скорости, с той лишь разницей, что узлу давления будет соответствовать пучность скорости, и наоборот. Если бы звукопоглощающий [c.215]

Точное решение для плоской синусоидальной волны конечной амплитуды, распространяющейся в газах и жидкостях без учета диссипации, было получено Риманом более 100 лет назад. Однако экспериментальное обнаружение искажения формы волны и измерения амплитуды второй гармоники (ее зависимость от расстояния, нелинейного параметра, начальной интенсивности, частоты и др.) были сделаны сравнительно недавно. Л. Л. Мясников [13] экспериментально исследовал явление искажения в трубе, заполненной газом, создавая в ней интенсивные звуковые плоские синусоидальные волны. В жидкостях первые эксперименты для плоских синусоидальных волн достаточно большой интенсивности были проведены на ультразвуковых частотах в работах [14, 15]. Было обнаружено искажение формы синусоидальной у излучателя звуковой волны по мере ее распространения и превращение ее (при определенных интенсивностях) в слабую периодическую пилообразную ударную волну, а также возникающее при этом нелинейное поглощение. Было показано, что нелинейные свойства жидкости играют существенную роль при распространении даже не слишком интенсивного звука вопреки распространенному представлению о несущественности [c.72]

Затухающие волны.—В действительности, звуковые волны но могут распространяться в трубе, не теряя хотя бы небольшой части своей энергии либо вследствие поглощения стенками трубы, либо из-за неминуемого трения воздуха вблизи стенок, либо, наконец, благодаря поглощению в воздухе по всей трубе (или по всем трём причинам одновременно). Некоторые из этих причин будут разобраны более подробно в ближайшей главе здесь мы интересуемся только результатом их действия, заключающемся в том, что амплитуда каждой волны затухает по мере её распространения вдоль трубы. Падающая волна имеет множителем а отражённая где х —постоянная затухания волны. Поэтому уточнённое выражение для давления будет иметь вид [c.270]

Составление системы уравнений. Теория неоднородных волн в трубах оказывается весьма полезной при вычислении звукового поля, рассеянного экраном с отверстиями (рис. 31), поскольку в каждом отверстии распространение волн происходит по обычным законам теории волноводов. [c.103]

Стержень или труба определяются двумя размерами длиной и радиусом. В них могут возникать как осевые, так и радиальные упругие колебания, которые взаимодействуют между собой. Особенно сильное взаимодействие наблюдается при распространении звука вдоль оси, так как изменение поперечных размеров, обусловленное сжатием и растяжением, вызывает радиальные колебания. Поскольку деформация в радиальном направлении происходит свободно, вдоль стерл ня распространяется так Называемая волна растяжения, схематически изображенная на фиг. 376, г. При этом расширение в поперечном направлении вызывает уменьшение упругих сил, действующих в осевом направлении, что обусловливает уменьшение скорости распространения звуковых волн в стержнях по сравнению с распространением в неограниченной среде [см. формулу (298)]. Скорость распространения волны растяжения вдоль тонкого стержня определяется формулой [c.382]

Другие процессы, которые приводят к зависящим от температуры поправкам для распределения энергии в жидкости (например, испарение и конденсаци/Ч в двухфазных смесях плп ионизация и рекомбинация в газах прп высоких температурах), могут также влиять на акусыпеское затухание на длине волны, давая пиковые значения при некоторой характерной для данного процесса частоте и последующий спад кривой, однако при этом изменение скорости звука (от равновесного до замороженного значения) мало. Заметим также, что затухание совершенно другого тина, связанное с касательными напряжениями (214), играет важную роль каждый раз, когда звуковые волны распространяются по касательной к твердой стенке, например при распространении звука в трубе с твердыми стенками этот случай кратко рассматривается в гл. 2. За дальнейшими подробностями относительно процессов диссипации в жидкости следует обращаться к разд. 3.5. [c.111]

Интенсивность звука, создаваемого тем или иным источником, зависит не только от свойств источника, но и от свойств помещения, в котором источник находится. Если стены помещения сильно отражают падающие на них звуковые волны, то в по-ме1цепнях могут происходить такие же явления, как и в трубах, но вся картина гораздо более сложна вследствие того, что распространение падающих и отраженных волн может происходить по всем трем направлениям, а не по одному, как это происходило в трубах. При этом должна была бы возникнуть сложная система стоячих волн. Однако, так как обычно стены помещения не представляют собой правильных плоскостей (имеют выступы, карнизы и т. д.), в помещениях находятся различные предмет ,I, также отражающие звук, и, кроме того, могут происходить многократные отражения, то узлы и пучности стоячих волн, образующиеся при отдельных отражениях, оказываются сдвинутыми друг относительно друга. Изменения амплитуд от точки к точке, характерные для стоячих волн, усредняются, и фактически отчетливых стоячих волн в помеще1шях обычно не наблюдается. Отражения [c.742]

Скорость распространения 3. при волнах конечной амплитуды, вообще говоря, не является константой среды, она растет при увеличении амплитуды волны. Это возрастание невелико почти для всех встречающихся в технике звуковых волн Фиг. 4. и отчетливо наблюдается только для взрывных волн. Взрывная волна вблизи от источника ее не является периодическим колебанием она состоит из тонкого сгущенного слоя воздуха, находящегося под громадным избыточным давлением, за к-рым непосредственно следует сильно разреженный слой воздуха. Примерное распределение избыточного давления во взрывной волне показано на фиг. 4. Толщина сгущенного слоя при избыточном давлении 10 at — ок. 6,6- 10 см при давлении 3 ООО а1 — ок. 2,9 Ю" см. Измерения скорости распространения взрывны волн (в трубах) дают величину 12—14 КМ1СК. Однако по мере удаления волны от источника 3. избыточное давление распределяется более равномерно, амплитуда его гменьшается, а с нею уменьшается и скорость 3. Так напр., скорость 3. от выстрела орудия делается нормальной уже на расстоянии нескольких м от дула. [c.242]

Очевидно, что свойства звуковых волн в канале с затуханием, даже для основной волны, сильно осложнены, когда безразмерная проводимость стен не мала по сравнению с единицей. Если к этому прибавить тот факт, что многие пористые аку-стическве материалы обладают импедансом, сильно зависящим от частоты, становится очевидным, что лишь немногие, причем довольно шаткие, обобщения могут быть сделаны относительно распространения звука в трубах с сильно поглощающими стенками. Изучение графика на листе V показывает, что для отрицательных фазовых углов (преобладание упругости) и для большРхХ значений к (малые значения импеданса или высокие частоты) величина может стать достаточно большой, и тогда даже основная волна может сильно затухать. Дальнейший анализ показывает, что в этих случаях основная волна далека от однородной плоской волны, и большая часть энергии волны отсасывается от оси трубы к периферии, где она наиболее быстро поглощается по мере того, как распространяется вдоль трубы. Положительный фазовый угол (инерционное реактивное сопротивление) создаёт противоположный эффект. Изменение акустических свойств с частотой является наибольшим, [c.407]

Жидкость озвучивалась на частотах 10, 15 и 22 кгц в акустической трубе (рис. 35). Нижняя часть установки, состоящая из излучателя 1 и бака 2, термостатировалась через тонкую звукопроницаемую пленку 8, укрепленную на дне трубы 4 фланцем 5, резервуар сообщался с объемом трубы. По оси трубы перемещался гидрофон 6 при помощи координатного устройства 7. Для определения формы сигнала звукового давления использовался осциллограф, а для регистрации его величины — вольтметр и самописец уровня. Внутренний диаметр трубы был выбран с учетом условия распространения в трубе плоской звуковох волны [c.300]

Теория гидравлического удара возникла в конце XIX века. Некоторые частные вопросы этой теории — скорость распространения волны давления — были разрешены рядом ученых Резалем (1876 г.), Кортевегом (1878 г.), Громекой (1883 г.) при объяснении физиологических (распространение пульса) и звуковых явлений. Но только в 1898 г. профессор Н. Е. Жуковский в своей классической работе О гидравлическом ударе в водопроводных трубах" дал общее решение задачи, т. е. установил связь между изменениями скорости и колебанием давления жидкости, которые распространяются с определенной скоростью вдоль трубопровода. Теория эта возникла в связи с изучением гидравлического удара в водопроводных трубах на Алексеевской водокачке в Москве. На основании общего решения задачи Н. Е. Жуковским была найдена формула повышения давления при прямом ударе, носящая его имя. Кроме вывода основных формул, Н. Е. Жуковский рассмотрел еще целый ряд теоретических и практических вопросов этого явления. В 1903 г. вышла работа итальянского инженера Ал-лиеви, в которой он развил, используя основные положения теории гидравлического удара, разработанной Н. Е.Жуковским теорию непрямого удара и дал ряд методов для решения практически важных задач. Дальнейшее развитие теории шло по пути решения различных частных задач, опытной про- [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...