Резонансные колебания газа и жидкости в трубах

Основное количество аналитических исследований нелинейных колебаний сплошных сред посвящено случаю плоских волн. Это связано с тем, что имеется достаточное количество точных и приближенных решений уравнений для плоских волн [42, 97, 148]. Другая ситуация наблюдается в случае сферических или цилиндрических волн. Здесь также имеются примеры аналитических и приближенных решений, однако их значительно меньше и они в основном получены для случая безграничной среды [20, 97, 132, 167, 173, 195, 221, 232]. Если первая теоретическая публикация, посвященная резонансным колебаниям газа в трубах, была опубликована в 1958 г. [211] и после этого указанная проблема изучалась многими авторами, то колебания в резонаторах другой формы не изучались. Это, с одной стороны, объясняется практической важностью случая колебаний в трубах, а с другой — исследование резонансных колебаний сред в сферических и цилиндрических областях связано со значительными трудностями. Автору известно только одно исследование резонансных колебаний сферических волн в идеальном газе [41], опубликованное в 1971 г. Ниже излагаются результаты распространения этого исследования на случай пузырьковой жидкости [50]. [c.150]

Резонансные колебания газа и жидкости в трубах [c.125]

В последние годы в институте экспериментально исследованы интенсивные колебания газа в резонансных камерах и трубах. Разработана теория распространения волн в поли-дисперсных, парогазокапельных смесях. Изучены бифуркации и хаотические колебания в гидроупругих системах. Исследованы процессы раскрытия мягких оболочек в потоках газа и жидкости. [c.78]

Флюидайн может работать как в мокром , так и в сухом режиме. В первом случае существует контакт между вытесняемой жидкостью и рабочим телом. Во втором поверхности жидкости и рабочего газа разделены либо слоем инертного газа, либо механическим поплавком. Энергия в Флюндайне вырабатывается в виде колебаний жидкости в выходной трубе, и это особенно удобно для использования двигателя в качестве нагнетательного устройства. (История техники знает очень похожее устройство — насос Хэмфри с незамкнутым рабочим циклом.) Нагнетательный эффект достигается двумя основными способами, известными как прямое и косвенное нагнетание [12]. В первом случае выходная, или резонансная, труба полностью преобразована в нагнетательную часть насоса, в то время как при косвенном нагнетании резонансная труба остается в первоначальном виде, а нагнетательный эффект достигается с помощью отдельного канала, соединенного с холодной полостью (рис. 1.40, 1.41). [c.48]

Во-вторых, при расчете функции ф учитывались только диффузионные эффекты, тогда как экспериментальная функция является результатом действия всех работающих на дегазацию механизмов. Как мы видели, кроме диффузии, сюда входят эффекты, ускоряющие выделение из жидкости свободных пузырьков коалесценция за счет силы Бьеркнеса и акустических потоков, изменение скорости всплывания пузырька под действием силы радиационного давления и увлечение его движущейся жидкостью. Насколько существенны эти факторы, можно судить по результатам, приведенным в гл. 3, где рассматривалось поведение одиночного пузырька или пары пузырьков в звуковом поле. Мы видели, что влияние акустических потоков существенно в особых случаях. Действительно, рэлеевские потоки в воде в поле стоячей волны имеют весьма незначительные скорости и не могут оказывать заметного влияния ни на число встреч пузырьков, ни на скорость их всплывания. Роль эккартовского потока при больших интенсивностях звука на высоких частотах и удачном соотношении радиуса звукового пучка и трубы может быть весьма значительной. Однако в проводившихся экспериментах соответствующим выбором диаметра трубы (/ 1= 0) вероятность появления потока была сведена до минимума. Измерение распределения давления по диаметру трубы показало, что из-за неоднородности поля можно принять г = 0,8 Гх, при использованных в эксперименте значениях интенсивности это приводило к весьма небольшим значениям скорости потока. Из приведенных в 3 гл. 3 оценок поправки к скорости на радиационное давление следует, что она существенна только для пузырьков резонансного размера, а для остальных (а их подавляющее большинство) ничтожна. Таким образом, наблюдавшееся в наших экспериментах изменение концентрации газа в жидкости вызвано диффузией растворенного газа в пузырьки и коалесценцие пузырьков под действием си.ты Бьеркнеса, т. е. ф,= фд+ф . Коалесценция пузырьков влечет за собой, с одной стороны, увеличение скорости всплывания пузырьков, что способствует увеличению ф.,, а с другой, как результат увеличения радиуса пузырьков, изменение величины диффузионного потока газа на пузырек в сторону, зависящую от частоты звука. Как мы видели, для коалесценции необходимо, чтобы сдвиг по фазе между колебаниями рассматриваемой пары пузырьков не превышал г. 2. Число коалесценций при этом зависит от концентрации и размеров пузырьков (см. 2 гл. 3). Так как постоянные коэффициенты в функции распределения иузырьков по числу и радиусам неизвестны, пока пет возможности оценить число встреч пузырьков при различных интенсивностях звука и частотах, т. е. найти зависимость эффекта коалесценции от основных параметров поля. Так как ф складывается из фд и ф , можно было бы предположить, что существование максимума кривой частотной зависимости обусловлено онределенным взаимодействием фд и ф . В самом деле, если принять, что диффузионная стадия [c.326]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...