ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Достоинства к недостатки акустической аппаратуры из "Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах" В качестве аэродинамических преобразователей применяют газоструйные свистки (статические сирены). В этих преобразователях акустические колебания создает сжатый воздух, вытекающий со сверхзвуковой скоростью из сопла. Попадая в расположенный соосно с соплом резонатор в виде стакана струя воздуха тормозится. В пространстве между соплом и резонатором возникает зона повышенного давления (скачок уплотнения газа). Положение этого скачка постоянно изменяется, он осциллирует между соплом и резонатором. Такие осцилляции скачка уплотнения вызывают возникновение акустических колебаний в окружающем газе. [c.58] Как правило, аэродинамические преобразователи работают в звуковом диапазоне частот. [c.58] Разработано несколько типов сирен с аэродинамическими преобразователями, где интенсивность акустических колебаний увеличивается в результате их концентрации рефлектором или рупором. [c.58] Одна из таких сирен — сирена типа АС-3 (рис. 3.19), генерирующая акустические колебания в диапазоне 5—15 кГц при силе звука в 160 дБ. Максимальная акустическая мощность, создаваемая сиреной — 100 Вт. Расход рабочего газа 0,5 м /мин при давлении 5-10 —б-10 Па. Диаметр сирены 200 мм, длина 200 мм. Аэродинамические преобразователи серийно не выпускаются, а изготавливаются по отдельным заказам. [c.58] Колебание днища резонатора создает мотор постоянного тока через кривошипно-шатунный механизм. [c.59] Такой виброрезонансный генератор при мощности электропривода в 0,35 кВт обеспечивает прохождение через горловину резонатора газового потока в 2 м /мин с линейной скоростью, превышающей 15 м/с. [c.59] Обрабатываемый объем должен быть невелик для обеспечения большей плотности энергии, что в свою очередь способствует образованию большего числа пузырьков в единице объема. [c.59] Рассмотрим характеристики серийно выпускаемой аппаратуры в свете сформулированных требований. [c.59] В аппаратуре с плоскими пакетными излучателями, получившей наибольшее распространение, излучатели смонтированы в дне или стенках ванны [36]. [c.59] На рис. 3.20 показаны графики колебательной скорости, акустического давления и потока энергии при различных коэффициентах кавитационных потерь, построенные по уравнениям (3.2). [c.60] Поскольку, как это следует из графиков, акустическое давление и величина потока энергии имеют наибольшее значение у поверхности излучателя, пройсходит локализация кавитационного облака на поверхности излучателя (рис. 3.21,й). [c.60] Такое расположение зоны кавитации отрицательно сказывается иа целом ряде характеристик аппарата. Во-первых, ухудшаются энергетические характеристики излучателя, так как он вынужден работать на парогазовую смесь, имеющую очень низкое акустическое сопротивление, а это уменьшает отдачу энергии от излучателя к жидкости. [c.60] Во-вторых, кавитационное облако на поверхности излучателя экранирует акустические колебания, препятствуя развитию кавитации во всем объеме жидкости. [c.61] В-третьих, захлопывание на поверхности излучателя кавитационных пузырьков приводит к эрозии его поверхности и быстрому выходу из строя излучателя. [c.61] Кроме указанных выше недостатков излучатели такого типа имеют низкий коэффициент преобразования акустической энергии в кавитационную и у них затруднен подвод кавитационных зародышей в зону кавитации для поддержания постоянства ее объема. [c.61] Наиболее целесообразно применять излучатели этого типа для бескавитационной интенсификации и акустической стабилизации химико-технологических процессов. [c.61] В тех случаях, когда необходимо произвестп акустическую обработку большего объема, мы вынуждены использовать эти излучатели, но принимать меры для устранения имеющихся недостатков. Так, для согласования внутреннего сопротивления акустического излучателя с внутренним сопротивлением среды н защиты его от кавитационной эрозии между излучателем и средой помещаются так называемые согласующие пластины или концентраторы различной конструкции. Для уменьшения экранирования поверхности излучателя кавитационным облаком и увеличения эрозионной активности кавитационных пузырьков применяется повышенное статическое давление. На рис. 3.22 показано разрушение металлической фольги кавитационными пузырьками по глубине ванны. Как видно из рисунка, при нормальном давлении разрушение фольги происходит только у поверхности излучателя. При повышении статического давления фольга разрушается по всей высоте ванны. [c.61] Для облегчения под-вода кавитационных зародышей в зону кавитации в ряде случаев применяется импульсное акустическое воздействие. [c.61] Акустнчес.кая аппаратура с цилиндрическим излучателем имеет ряд преимуществ перед аппаратурой с плоскими пакетными излучателями. Одно пз важных преимуществ — концентрация акустической энергии по оси излучателя (рис, 3.21,6) и связанное с этим увеличение коэффициента преобразования акустической энергии в кавитационную. [c.62] Для оценки влияния потерь на распределение акустического давления в излучателе считаем, что эффект фокусировки, по теря энергии на создание кавитации и потери, связанные с пели нейным поглощением, действуют независимо один от другого В этом случае полное изменение акустического давления в лю бой точке внутренней полости излучателя равно сумме указан ных эффектов в той же точке. [c.62] Вернуться к основной статье