Явление Рийке

Термическая генерация звука, во-вторых, может также происходить при автоколебаниях в тепловых системах, в которых обратная связь обеспечивается возникшей звуковой волной, оказываюш,ей влияние на процессы нагрева или горения и регулируюш,ей переход энергии теплового источника в энергию звуковых колебаний. Здесь мы имеем дело с такими давно открытыми явлениями, как явление Рийке и явление поюш,их пламен, излучение звука неравномерно нагретыми резонаторами Гельмгольца наконец, сюда относятся явления вибрационного горения. Интерес ко всем этим явлениям повысился вновь после того, как было установлено, что вибрационное горение в камерах сгорания реактивных двигателей во многих случаях приводит к их нестабильной работе — недопустимым по величине вибрациям, выгоранию стенок камер сгорания и, таким образом, к разрушению двигателей. Поскольку в большинстве задач этого рода вибрационное горение происходит в трубах, в 2 даются основные уравнения, описы-ваюш,ие движение газа в трубе. Приводятся решения этих уравнений для случая одномерной задачи. [c.467]

И возможные частоты этих автоколебаний ( 4). В двух последних параграфах этой главы кратко обсуждаются два примера автоколебаний, вызванных акустическим механизмом обратной связи явление Рийке и вибрационное горение в жидкостных реактивных двигателях (ЖРД). [c.468]

Следует иметь в виду, что современное состояние теории таково, что задачи вибрационного горения, как и явления Рийке, решаются в линейном приближении — основные исходные уравнения гидродинамики и уравнения, описывающие свойства теилоиодвода, линеаризуются. Поэтому в результате решения тех или иных задач вибрационного горения выясняется, в первую очередь, вопрос [c.468]

Коэффициент отражения N при М = О для открытой трубы без фланца вычислен в [9]. Если рассматривать задачи, когда скорость течения газа мала (например, в явлении Рийке, о котором подробно речь будет идти в 5, М Ю" ), то учет скорости течения дает малую поправку при SaR/с0,1 получим N S) -Гг 1 — S /2. При этом следует учесть поправку на конец, составляющую 0,613 Л. [c.479]

Здесь п — единичный вектор внешней нормали к dS, т — источник массы внутри области 2 и F — объем этой области. В таких задачах, как явление Рийке, и в случае медленного горения газов в трубе т = 0. При горении в жидкостных реактивных двигателях (случай вибрационного горения, который мы кратко рассмотрим в 7) [c.483]

Первое такое объяснение явления Рийке, сыгравшее в дальнейшем важную роль во всей теории термической генерации звука при автоколебаниях в тепловых системах, было дано Рэлеем [17]. Основная идея этого объяснения состоит в следующем. Если в трубе каким-либо образом возникли звуковые колебания, то они будут поддерживаться (будет компенсация потерь) за счет теплового источника в том случае, когда количество тепла, передаваемого газу от нагревателя в момент наибольшего сжатия газа вблизи нагревателя (т. е. при наибольшей температуре этого участка газа), будет больше, чем количество тепла, передаваемого в момент разрежения (при наименьшей [c.494]

Как видно из проведенных выше качественных рассуждений, в теории явления Рийке определяющее значение имеет выяснение физического механизма термоакустического преобразования при нестационарном обтекании нагревателя. Только выяснив этот механизм и сформулировав правильно граничные условия на нагревателе, можно надеяться получить удовлетворительную теорию явления Рийке. [c.496]

В работах Лемана [18], Нейрингера и Хадсона [19], Пут-нема и Кервина (см. [20]) наряду с экспериментами было проведено теоретическое рассмотрение явления Рийке на основе критерия Рэлея. Однако в этих работах не было уделено должного внимания выяснению механизмов термоакустического преобразования и, несмотря на ценность этих исследований, они приводили к результатам, которые не все совпадали с экспериментом. [c.496]

Первой теоретической работой, где была сделана попытка объяснить механизм термоакустического преобразования нагретой сеткой в трубе Рийке, была работа Карьера [5]. Б этой работе теория явления Рийке развивается следующим образом. Сначала решается задача о неизэнтродическом распространении волн в трубе, открытой с обоих концов, при наличии в ней потока, скорость [c.496]

Данные работы [21] и приведенный график могут быть использованы при более строгой формулировке краевых условий на нагревателе, чем это было сделано в [5]. Такая попытка была сделана Раушенбахом [7]. Автор этой работы справедливо отмечает, что данные [21], относящиеся к нестационарной теплоотдаче от проволоки газу, непосредственно применять к нагретой сетке в трубе Рийке следует с осторожностью, поскольку в этом последнем случае процесс, теплоотдачи, безусловно, должен отличаться от случая одной проволоки. Поэтому, пока нет данных о нестационарной теплоотдаче от нагретой сетки потоку, точная количественная теория явления Рийке даже в линейном принижении построена быть не может. Несмотря на это [c.500]

Учет гидравлического сопротивления следует проводить, лишь когда над нагревателем расположена густая сетка. В наших экспериментах с явлением Рийке труба звучала при нагревателе 8 виде спнрали бег дополшгаельной сетки. [c.501]

Формулы (12.32), (12.33), (12.54) вместе с параметрами Ti и 1 , характеризующими отклонение от стационарности, описывают процесс на поверхности нагревателя при том предположении, что не учитывается влияние изменения средней температуры газа вблизи сетки, которое для явления Рийке, вообще говоря, невелико (после прохождения сетки газ нагревается на 100—150° С и Л/1 Мг) [c.502]

Определенное значение в явлении Рийке должно иметь распределение температуры Т вбли-эи нагревателя. Это распределение неравномерно Т увеличивается при приближении к центру и к стенкам трубы. [c.502]

При экспериментальном изучении явления Рийке установлено, что звучание трубы имеет место лишь в определенном диапазоне изменения средней скорости потока газа через трубу, причем максимум колебаний звукового давления наблюдается при некоюрой скорости, лежащей [c.503]

Выше отмечались трудности построения теории явлений Рийке, которые главным образом состоят в отсутствии теории техшоотдачи от нагретой сетки потоку. Разработка теории для случая больших амплитуд, которая учитывала бы нелинейность как уравнений движения, так и уравнений, описывающих теплоотдачу нагревателей, насколько нам известно, пока не проводилась. [c.506]

К тому же классу, что и явление Рийке, можно отнести термические автоколебания в неравно мерпо нагретых резонаторах Гельмгольца, в которых теилоподвод, как и в [c.506]

Это явление имеет много общего с рассмотренным в предыдзщем параграфе явлением Рийке. В отличие от трубы Рийке, где теплоподводом, компенсирующим акустические потери, служит нагретая неподвижная сетка, здесь акустические колебания столба воздуха в трубе поддерживает колеблющееся пламя . [c.507]

Можно также заставить трубу звучать, если установить сетку на расстоянии примерно ее длины, но в верхней части трубы только в этом случае сетку нужно не нагревать, а охлаждать. Строгая теория явления Рийке весьма сложна и в полной мере еще далеко не построена. [c.266]

Одним из наиболее показательных и физически наиболее прозрачных примеров термической генерации звука при автоколебаниях, на котором проще всего познакомиться с особенностями этого рода задач и возникающими здесь трудностями, служит явление, открытое еще в 1859 г. Рийке [14]. Это явление состоит в следующем. Если в вертикально расположенной открытой с обоих концов трубе длиной L поместить достаточно частую металлическую сетку на расстоянии приблизительно четверти длины трубы от ее нижнего конца и затем при помощи газовой горелки нагреть эту сетку, то после того, как горелка убрана, труба будет звучать на частоте своего основного тона, соответствующего длине волны к 2L после охлаждения сетки звучание прекратится. Сетку можно накаливать электрическим нагревателем, и тогда звучание может продолжаться неограниченно долго, если только каким-либо путем охлаждать стенки трубы. В горизонтально расположенной трубе звучание не возникает это говорит о том, что существенную роль играет поток воздуха через трубу благодаря конвекции (тяга). Если на расстоянии четверти длины трубы от верхнего ее конца поместить не сетку-нагреватель, а сетку-охладитель, то труба также начинает звучать эти эксперименты были осуществлены в опытах Босша (см. [17]) и Рисса [15, 16]. [c.494]

Теория поющего пламени разрабатывалась в [29] и [30]. Явление поющего пламени, вообще говоря, более сложно, чем звучание трубы Рийке. В нем, наряду с выполнением критерия Рэлея, существенную роль играют такие факторы, как скорость подачи топлива по трубке, которая находится внутри основной трубы и -заканчивается диффузион-ным пламенем, имеющим определенное протяжение, длина этой подводящей трубки, характер резервуара, из которого берет начало эта трубка, и т. д. [c.508]

Аэротермоявления. Что касается вопросов аэроакустики, где играют роль тепловые явления, остановимся здесь кратко на одном явлении, обнаруженном в 1858 г. Рийке и имеющем в настоящее время весьма существенное значение. На примере этого явления можно уяснить особенности термоакустических явлений вообще. [c.265]

Следующий важный этап в теории колебаний — это знаменитый трак Теория звука Дж. У. Рэлея [4]. Как справедливо отмечается в мон графии [5], Рэлей вовлек в колебательное рассмотрение не только гранжеву механику, но и акустику, электричество, теплоту. Он обнар аналогию между маятником и электрическим томсоновским контуро разрядником, резонатором, органной трубой, музыкальным инструме том, разгадал секрет поющего пламени и опыта Рийке. Он обнаружил всем этом многообразии великую колебательную общность, зало основы колебательной взаимопомощи , когда изучение явлений в одн области помогает разгадать их в другой. Такой подход хорошо усвоил пропагандировал акад. Л.И. Мандельштам - учитель акад. А.А. Авдроно основоположника горьковской школы теории нелинейных колебаний. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...