Возбуждение звука потоком

ВОЗБУЖДЕНИЕ ЗВУКА ПОТОКОМ [c.127]

ГЛ. IV. ВОЗБУЖДЕНИЕ ЗВУКА ПОТОКОМ [c.128]

Здесь e — малое число, vo — средняя скорость потока газа, жд — положение нагревателя и флуктуация F (vo) определяется выражением q = F (vo)v. Для того чтобы найти условие возбуждения звука в трубе, нужно найти к труба будет звучать при Re (Л) >0, при Re (Л) <0 возникшие колебания будут затухать. [c.504]

В заключение рассмотрено влияние спутного потока на интенсификацию смешения при низкочастотном акустическом возбуждении струи, а также акустическое возбуждение неизотермических затопленных газовых струй. Излагаются также различные способы повышения эффективности акустического возбуждения турбулентных струй поперечное акустическое возбуждение струи двумя излучателями, расположенными по обе стороны струи, на одинаковой частоте в фазе и противофазе многочастотное акустическое возбуждение струи на основной частоте и ее субгармониках при специально подобранном сдвиге фаз возбуждение струи звуком высших азимутальных мод акустическое возбуждение струи при нарушении гармоничности воздействующего сигнала. [c.9]

Изучены два варианта акустического облучения 1) излучатель звука располагается в обратном канале трубы. При этом частоту излучения подбирали так, чтобы она совпала с одной из резонансных частот обратного канала. Это обеспечивало увеличение амплитуды акустических колебаний. Известный недостаток указанного варианта состоит в том, что при этом генерируются пульсации давления в рабочей части трубы [9.1,9,4] 2) акустические возмущения вводятся в пограничный слой сопла через узкую щель, вследствие чего здесь реализуется периодический вдув-отсос [9.5]. Такой способ возбуждения имеет два важных преимущества по сравнению с первым вариантом. Во-первых, для управления когерентными структурами в слое смешения возбуждается лишь тонкий пограничный слой вблизи среза сопла, а не весь объем обратного канала трубы и ядро потока в рабочей части. Во-вторых, поскольку узкая щель представляет собой малоэффективный излучатель звука, можно надеяться, что при этом в рабочей части трубы не возникнут сколько-нибудь значительные пульсации давления. [c.215]

При работе с гелий-неоновыми лазерами часто сталкиваются с проблемой, которая заключается в небольшой модуляции звуковыми частотами измеряемой интенсивности выходного светового потока. В системах связи, где требуется постоянная амплитуда сигнала несущей частоты (особенно при малой глубине модуляции), присутствие неконтролируемой изменяющейся во времени модуляции звуковыми частотами нежелательно. Такого рода помехи можно отнести за счет взаимного влияния на коэффициент усиления спектральных линий, которые одновременно присутствуют в излучении. Например, изменяя скорость возбуждения лазера, можно добиться, чтобы наряду с линией 633 нм генерировала линия 640 нм. Если измерять выходное излучение лазера при помощи фотоприемника, усилителя звуковых частот и громкоговорителя, то обнаружим, что звук сильнее всего как эаз в тот момент, когда дополнительная спектральная линия достигает порога генерации. Очевидно, что если источник питания лазера отрегулирован недостаточно хорошо, то периодически будет изменяться сила звука и звук даже может включаться и выключаться при пульсациях тока в источнике питания. Этот вид помех существенно связан с микрофонным эффектом, поскольку порог лазерного действия зависит от ориентации зеркал. [c.475]

При тепловом возбуждении кристалла в нем рождаются фононы. Они распространяются в кристалле со скоростью звука и переносят тепловую энергию. Поток тепла J направлен в область меньших температур Т и определяется выражением [c.52]

Интересное приложение результатов этого раздела можно произвести для объяснения явления, названного гармоническим эхо ). Если первичный звук является сложной музыкальной нотой, то различные составляющие ее тоны рассеиваются в неодинаковой пропорции. Октава, например, в шестнадцать раз сильнее в сравнении с основным тоном во вторичном звуке, чем это было в первичном. Нетрудно, таким образом, понять, каким образом эхо, отраженное от такого препятствия, как группа деревьев, может оказаться повышенным на октаву. Это явление имеет также и дополнительную сторону. Если на пути звуковых волн лежит значительное число небольших тел, то колебания, испускаемые ими во всех направлениях, происходят за счет энергии главного потока, и там, где звук сложный, возбуждение более высоких гармоник в рассеянных волнах предполагает пропорциональное отсутствие их в прямой волне после прохождения препятствий. Это является, может быть, объяснением некоторых эхо, о которых сказано, что они возвращают звук ниже первоначального действительно известно, что высота чистого тона часто оценивается слишком низко. Однако факты противоречивы, и весь этот вопрос требует дальнейшего тщательного экспериментального исследования, которое можно рекомендовать вниманию располагающих необходимыми условиями. В то время как изменение характера звука легко понятно и, действительно, в ограниченной степени должно вообще происходить, изменение высоты простого [c.153]

Исследование точных условий, при которых образуются струи, является предметом большой трудности. Можно было бы даже сомневаться в том, происходит ли вообще образование струй в жидкости без трения, движущейся с настолько малыми скоростями, что соответствующие давления, которые пропорциональны квадратам скоростей, незначительны. Но для воздуха, движущегося под действием давлений, имеющихся в резонаторах, с которым нам и приходится иметь дело, нужно принять, что струи иногда могут встречаться. Около двух лет назад, производя опыты с одним из латунных резонаторов Кенига высоты с, я заметил, что, когда соответствующий камертон, сильно возбужденный, располагался около устья, из сопла на противоположной стороне выходила струя воздуха значительной силы. Эта струя способна усилиться до такой степени, что может задуть свечу, на пламя которой она направлена. Эффект этот не связан с каким-нибудь особым движением воздуха около ножек камертона это можно показать, установив камертон на резонансный ящик и обратив открытый конец ящика к устью резонатора получаемый эффект лишь немного меньше по интенсивности. Аналогичный результат был получен с камертоном и резонатором, настроенными октавой ниже (с). Более близкое исследование обнаружило тот факт, что на краях сопла поток, текущий наружу, заменяется потоком в противоположном направлении, так что язык пламени расположенной подходящим образом свечи представлялся входящим в сопло, между тем как другая свеча, расположенная непосредственно впереди, задувалась. Эти два эффекта в действительности чередуются и только кажутся одновременными вследствие неспособности глаза уследить за столь быстрыми изменениями. Образование струй должно вызывать серьезную потерю энергии движения. Чтобы получить сильный звук от резонатора этой формы, необходимо поэтому каждый раз, когда к нему подносится соответствующий камертон, закрывать сопло. [c.212]

Обратимся теперь к вычислению интенсивности звука, излучаемого резонатором, возбужденным потоком воздуха. Очевидно, что достаточно вычислить энергию, излучаемую через устье резонатора, и для дальнейшего воспользоваться законом обратного квадрата расстояния. Средний поток энергии через устье резонатора согласно общей формуле (1.58) равен [c.167]

Рассеяние звука 70 и д. Резонатор Гельмгольца 159, 164, 168, 187 Резонаторы 159 —, возбуждение потоком 158 и д. [c.205]

Иногда полагают, что модели акустически жесткого и акустически мягкого тел являются крайними частными случаями и могут быть использованы для оценок в качестве границ, между которыми должны находиться результаты решения задач для реальных тел. В действительности это не так. В случае импедансных (или тем более упругих) тел при рассеянии волн возникают новые явления, например, возбуждение поверхностных волн вблизи поверхностей, обладающих импедансом гибкости, или периферических волн различных типов. Кроме того, при наличии потерь в материале рассеивающего тела (т. е. при ReZ ФО) возникают потоки энергии, направленные внутрь тела, которые не существуют для акустически мягких и жестких тел. Во всех указанных случаях результаты решения задач рассеяния звука для импедансных и упругих тел не будут являться промежуточными между результатами для акустически жестких и мягких тел аналогичных размеров и форм. [c.8]

Анализ условий возбуждения колебаний проведем, следуя схеме К. И. Артамонова [18]. В сечении с координатой х (рис. 3.11) в результате развития возмущений бочкообразная структура течения в струе разрушается. В этом же сечении, как показывают эксперимент и изложенная выше модель излучения звука струей, будет расположен эффективный источник излучения звука струей во внешнее пространство. Достигая основания струи, внешние акустические волны стимулируют в ней зарождение возмущений вихревого типа. Последние, перемещаясь с потоком, нарастают по интенсивности и в сечении излучают внешнюю акустическую волну. Далее процесс повторяется до выхода системы на режим установившихся колебаний. Траектория возмущений изображена на рис. 3.11 прерывистыми линиями со стрелками. [c.66]

В основе всех существующих в настоящее время представлений о механизмах воздействия звука на струйные течения лежит представление о гидродинамической неустойчивости свободного сдвигового слоя струи и струи в целом и об упорядоченных структурах, возникающих в струях вследствие этой неустойчивости. Наличие таких упорядоченных структур как в ламинарных, так и в турбулентных струях, подтверждено многочисленными экспериментальными и теоретическими исследованиями. Предлагаемые различными исследователями механизмы воздействия звука на струйные течения охватывают все возможные способы воздействия на такие упорядоченные структуры. В частности, предполагают, что в турбулентных струях возможно прямое взаимодействие между звуком и турбулентной структурой потока, прямое воздействие звука на процесс передачи энергии от больших турбулентных вихрей к меньшим [1]. Другая точка зрения состоит в том, что звуковые колебания действуют на струю у среза сопла вблизи точки отрыва потока и приводят к образованию вихрей, которые по мере их распространения вдоль струи, вследствие неустойчивости струи и/или ее сдвигового слоя могут усиливаться или ослабляться в зависимости от частоты воздействия (см., например, [2]). Это наиболее распространенная точка зрения на процесс взаимодействия звука со струями. Высказывается также предположение, что возможна постоянная связь между звуковой волной, воздействующей на слой смешения, и возбужденной волной неустойчивости на протяжении нескольких длин волн неустойчивости [3] и, наконец, существует мнение, что взаимодействие звука со струей происходит через воздействие на поверхность раздела между струей и окружающим пространством [4]. [c.39]

До сих пор мы рассматривали акустическое возбуждение струи плоскими волнами. Новые возможности управления струями представляет акустическое возбуждение звуком высших азимутальных мод (спиральными волнами). Некоторые результаты такого исследования описаны в работе авторов [2.14]. Экспериментальная установка представляла собой ресивер с хонейкомбом и сеткой, из него через сопло с выходным диаметром d = = 40 мм истекала струя. Воздух в ресивер поступал от компрессора. Звук от четырех динамиков подводился к соплу через цилиндрические трубки к выходному участку сопла в сечении, отстояшем на 30 мм вверх по потоку от плоскости среза сопла. Оси трубок были перпендикулярны оси сопла, шаг трубок в окружном направлении составлял 90°. Выходные отверстия трубок были закрыты мелкоячеистой сеткой заподлицо с внутренней поверхностью сопла. При возбуждении на одной частоте сигналы с различных динамиков могли подаваться в фазе или со сдвигом фаз Аф. При включении двух противоположных динамиков сдвиг фаз мог составлять Аф = О или 180° при включении всех четырех динамиков Аф = О или 90°. Для возбуждения струи применялись громкоговорители мощностью 20 и 150 Вт. Скорость истечения струи uq — 30 - 60 м/с. Re = (1 - 2) 10 , пограничный слой на срезе сопла бьш турбулентным. [c.88]

Хотя влияние дополнительного резонатора обычно состоит в усилении уже возникших акустических колебаний, тем не менее, судя по размерам канавки и ее расположению, по-видимому, здесь имеет место не усиление, а дополнительное возбуждение звука, подобное происходящему в свистках Левавассера. В этом случае излучатель как бы имеет два источника генерации, синхронизированных между собой, один из которых усиливает или даже инициирует работу второго. Это предположение основано на том, что при некоторых режимах работы излучателя, особенно стержневого типа (о чем еще будет подробно сказано в гл. 6), струя отработанного воздуха движется не в сторону резонатора, как показано на рис. 4, а после взаимодействия с резонатором изменяет свое направление и обтекает сопло. При этом кинетическая энергия струи достаточно велика, чтобы возбудить акустические колебания в тороидальном резонаторе, например типа Гельмгольца [15]. Необходимо лишь, чтобы частота колебаний в обоих излучателях была одинаковой, а фаза подобрана так, чтобы колебания усиливались. Так как вторичные резонаторы применяются обычно в стержневых излучателях при с с, когда поток воздуха из резонатора движется в основном по направлению к соплу, такой механизм работы вторичного резонатора кажется весьма правдоподобным. [c.24]

Следует отметить также следующее. Вначале мы предположили, что источником звука является колеблющийся поршень с заданным распределением колебательной скорости. Если же задана колебательная скорость среды Vy около поверхности (а не колебательная скорость самой поверхности Wy), то выражения для изл) аемого звукового давления будут отличаться от формул, полученных выше. В неподвижной среде в силу условия неразрывности имеет место равенство Vy =Wy и оба решения будут совпадать. В движущейся среде решения для различных способов возбуждения звука в потоке будут различными. Для точечных источников на зависимость изл)Д1аемого звукового давления от способа возбуждения было указано в работе [61]. [c.50]

I — характерный размер и — перемещение. К — вязкость упруго-вязкой среды у — удельная поверхностная энергия материала а — коэффициент температуропроводности а — коэффициент теплового расширения АТ — разница температур теля и среды, вызывающая разрушение материала JJ, коэффициент Пуассона w — скорость потока жидкости п — частота возбуждения потока а — коэффициент теплообмена — коэффициент теплопроводности тела коэффициент теплопроводности газа v — кинематичесипя вязкость Др — перепад давления газа р — плотность с —удельная теплоемкость а- — скорость звука в заданной среде g — ускорение земного притяжения q — удельный тепловой поток — температура среды — [c.217]

При возбуждении акустической кавитации часто наблюдаются вспышки люминесценции. В прошлом время от времени появлялись сообщения о люминесценции, сопровождающей гидродинамическую кавитацию однако в большинстве случаев они оставались неподтвержденными до 1964 г., когда Ярмен [22] зарегистрировал люминесцентное свечение кавитационного потока в трубке Вентури. Ярмен сообщал, что это свечение было примерно в 500 раз слабее, чем наблюдаемые им вспышки, которые возникали под действием звука [20]. В 1966 г. Петерсон [36а] сообщил о световом излучении при гидродинамической кавитации. Поскольку вначале рассматриваемое явление связывалось с акустической кавитацией, оно получило название сонолюминесценции. [c.180]

Аналогично усилению и генерации звука, возможно усиление и генерация магнитных возбуждений потоком П. т. т. в ферромагнетиках, антиферромагнетиках и ферритах, воз-буждеЕше электронно-дырочного звука при встречном движении ялектронов и дырок (под действием электрнч. поля) со скоростью, превышающей С , и т и. [c.25]

Очень удобным источником звуков высокой частоты является птичий манок, в котором поток воздуха, выходящий из круглого отверстия в тонкой пластинке, ударяется центрально в подобное же отверстие в параллельной пластинке, прикрепленной на небольшом расстоянии. Условия, от которых зависит частота, исследовались Зондхаусом ), но остается еще много темного в вопросе о способе возбуждения колебаний. [c.397]

Третий вид акустического течения, имеющий большое значение в задачах интенсификации процессов массо- и теплообмена, это акустические потоки в тонком акустическом пограничном слое, толщина которого порядка длины вязкой волны (2т]/сор) /2. Это течение проявляется в большей степени в звуковом диапазоне, так как на ультразвуковых частотах очень мало. Масштабы вихрей в акустическом пограничном слое меньше X, так что такое течение имеет малые масштабы. Теория таких мелкомасштабных течений в пограничном слое впервые была разработана Шлихтингом [22, 23] их часто называют шлихтинговскими. Отметим, что скорость всех этих трех типов акустических течений даже при сравнительно большой интенсивности звука обычно мала по сравнению с колебательной скоростью в звуковой волне. Однако в небольшом числе экспериментов по возбуждению эккартовского течения очень интенсивным звуком эти скорости были сравнимы по величине. Подробные сведения о всех трех видах акустических течений имеются в обстоятельных обзорах [24, 25]. [c.136]

Существующие в настоящее время гипотезы взаимосвязи процессов дегазации и кавитации весьма противоречивы. Некоторые авторы [70, 88] считают, что дегазация жидкости возможна только при наличии кавитации, после образования парогазовых полостей, которые, увеличиваясь в размерах из-за диффузии и коалесценции, покидают жидкость. По мнению других [72], дегазация с кавитацией не связана, а определяется диффузией газа в пульсирующие пузырьки, уже существующие в жидкости, и последующей их коалесценцией. Чтобы ответить на этот вопрос однозначно, нужно сопоставить кинетику процесса дегазации при низких интенсивностях звука, когда кавитация заведомо отсутствует, и при наличии кавитации. В этой связи определенный интерес представляет сообщение [93] о существовании оптимальной для дегазации области интенсивностей, в пределах которой скорость изменения концентрации газа наибольшая. Эта область со стороны меньших значений интенсивности ограничена величиной кавитационного порога. Совпадающее с возникновением кавитации увеличение скорости массообмена авторы приписывают действию двух факторов 1) увеличению числа пузырьков-зародышей, происходящему в результате образования и отделения микропузырьков с поверхности пузырьков благодаря возбуждению поверхностных мод колебаний большой амплитуды 2) повышению диффузионного потока газа на пузырек вслед- [c.314]

Передвигая ультразвуковую ячейку в направлении распространения звуковой волны, можно добиться того, чтобы звуковой импульс, излучаемый кварцем в момент возбуждения люминофора, пересекал световой поток спустя время, равное die, где d—расстояние от кварца до оси светового пучка, а с—скорость звука в ячейке. При использовании воды, которая особенно пригодна в силу малого поглощения звука в ней, смещение ячейки на 1 см соответствует разности времени 6,67-10" сек. Таким образом, ячейка длиной 22 см позволяет измерять промежутки времени от 1 до 150 мксек. Ханле, Кочак и Шар-ман 12963] измерили при помощи такого устройства время послесвечения серии органических веществ, возбуждаемых ультрафиолетовым светом и электронным облучением эти измерения имели [c.412]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...