close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2336130

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 336 130
(13)
C1
(51) МПК
B06B 1/18
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2007106957/28, 27.02.2007
(72) Автор(ы):
Цветков Алексей Иванович (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
27.02.2007
(73) Патентообладатель(и):
Цветков Алексей Иванович (RU)
(45) Опубликовано: 20.10.2008 Бюл. № 29
R U
Адрес дл переписки:
199034, Санкт-Петербург, Университетска наб., 7/9, Университет, Департамент
интеллектуальной собственности и трансфера
технологий, Т.И. Матвеевой
2 3 3 6 1 3 0
R U
(57) Реферат:
Изобретение
относитс к
области
приборостроени и может быть использовано в
качестве
теплообменных
устройств
типа
газоструйных акустических дл интенсификации
тепломассообменных процессов в газовых средах
(горение, смешение, коагул ци , сушка и др.), а
также дл очистки разных активных поверхностей
от сыпучих и иных отложений и применено в
различных отрасл х промышленности, например,
дл чистки
загр зненных
поверхностей.
Технический результат изобретени состоит в
расширении рабочего диапазона, сокращении
расхода
воздуха,
упрощении
настройки
и
повышении эффективности работы устройства.
Инфразвуковой
газоструйный
резонансный
излучатель
содержит
резонирующий
цилиндрический корпус с соосно размещенными в
нем соплом, штоком, трубой, в которой установлен
с возможностью продольного перемещени и
фиксации отражатель, труба и сопло выполнены с
возможностью
относительного
осевого
перемещени , резонирующий цилиндрический
корпус заглушен со стороны сопла, через сопло
проходит игла, а на входе в сопло установлена
кольцева диафрагма, жестко соединенна с иглой.
При этом труба, соосно размещенна в
резонирующем цилиндрическом корпусе, имеет
сквозную перфорацию со стороны усть полости
трубы, резонирующий цилиндрический корпус и
труба имеют размеры, которые позвол ют
возбуждать колебани . 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) ИНФРАЗВУКОВОЙ ГАЗОСТРУЙНЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ
2 3 3 6 1 3 0
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: SU 1568340 А1, 27.10.1996. SU 140278
А1, 01.01.1961. SU 547238 А1, 25.02.1977. SU
837430 А1, 15.06.1981. US 50055W А,
09.04.1991. US 4359962 А, 23.11.1982.
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 336 130
(13)
C1
(51) Int. Cl.
B06B 1/18
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2007106957/28, 27.02.2007
(72) Inventor(s):
Tsvetkov Aleksej Ivanovich (RU)
(24) Effective date for property rights: 27.02.2007
(73) Proprietor(s):
Tsvetkov Aleksej Ivanovich (RU)
(45) Date of publication: 20.10.2008 Bull. 29
R U
Mail address:
199034, Sankt-Peterburg, Universitetskaja
nab., 7/9, Universitet, Departament
intellektual'noj sobstvennosti i transfera
tekhnologij, T.I. Matveevoj
C 1
2 3 3 6 1 3 0
R U
consumption, simpler
efficiency of operation.
3 cl, 1 dwg
Страница: 2
EN
adjustments
and
higher
C 1
(57) Abstract:
FIELD: mechanics.
SUBSTANCE: infrasound gas-jet resonance
radiator
incorporates
a
resonating
cylindrical
casing housing a coaxially arranged nozzle, conrod, pipe with a reflector to translate and be
locked therein. The aforesaid pipe and nozzle are
arranged to move axially, while the aforesaid
cylindrical resonating casing is plugged on the
nozzle side. Note that a needle passes through
the nozzle and the nozzle inlet accommodates a
circular
diaphragm
rigidly
attached
to
the
needle. Note also that the aforesaid pipe
arranged
coaxially
in
the
said
cylindrical
resonating casing is furnished with a through
perforation on the pipe mouth side, while the
aforesaid casing and pipe feature the dimensions
allowing generating oscillations of a certain frequency.
EFFECT: wider operating range, reduced air
2 3 3 6 1 3 0
(54) INFRASOUND GAS-JET RESONANCE RADIATOR
RU 2 336 130 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к области приборостроени , в частности к теплообменным
устройствам типа акустических газоструйных устройств дл создани в газовых средах
звуковых полей дискретной частоты в широком диапазоне частот, что может быть
использовано дл интенсификации тепломассообменных процессов в газовых средах
(горение, смешение, коагул ци , сушка и др.), а также дл очистки разных активных
поверхностей от сыпучих и иных отложений и применено в различных отрасл х
промышленности, например, дл чистки загр зненных поверхностей.
Известно акустическое устройство дл очистки и сушки активных поверхностей [1],
которое основано на генерировании интенсивного акустического пол . Усиление эффекта
осуществл етс за счет подпора газа, создающегос специальным устройством,
выполненным на выходном торце трубки. Однако в известном устройстве недостаточно
полно реализуетс преобразование кинетической энергии потока газа в акустическую, что
снижает интенсификацию тепло- и массообменных процессов.
Известен газоструйный акустический излучатель, который относитс к акустической
теплотехнике [2]. Он содержит проточный резонатор со сверхзвуковой приемной частью,
обращенной к соплу, и сверхзвуковой выпускной частью и каналом, соедин ющим
выпускную и приемную части резонатора. Однако известное устройство имеет достаточно
низкий КПД, вследствие чего невысокую эффективность нагрева рабочих тел до
температуры воспламенени .
Известна установка звуковой очистки [3], котора содержит ультразвуковые
пьезоэлектрические преобразователи и демпфер паразитных изгибных колебаний.
Устройство может использоватьс в различных отрасл х промышленности дл очистки
загр зненных поверхностей. Однако известное устройство имеет неравномерную
интенсивность акустического воздействи по всей поверхности, предназначенной дл очистки.
Известна установка ультразвуковой очистки [4], отличающа с от известной установки
звуковой очистки [3] тем, что демпфер паразитных изгибных колебаний в ней выполнен в
виде отдельных массивных стальных колец, концентрично охватывающих излучатели
соответствующих преобразователей, что позвол ет осуществл ть более равномерную
очистку. Однако известное устройство имеет невысокую интенсивность очистки.
Известен газоструйный резонансный излучатель [5], наиболее близкий к предлагаемому
изобретению, прин тый в качестве прототипа. Излучатель предназначен дл звуковой
очистки различных поверхностей от промышленных загр знений и разных отложений.
Работа известного устройства основана на преобразовании кинетической энергии газа в
акустическую в режиме резонанса.
Недостатками известного устройства вл ютс сложность настройки, узкий рабочий
диапазон, большой расход воздуха и некоторые конструктивные особенности, вли ющие на
эффективность работы устройства, и св занный с этим невысокий уровень очистки (за
счет неполного преобразовани кинетической энергии в акустическую).
Технический результат за вл емого изобретени состоит в упрощении настройки,
расширении рабочего диапазона, сокращении расхода воздуха и повышении
эффективности работы устройства, в первую очередь качества очистки, за счет перехода
на более низкое давление.
Указанный технический результат достигаетс тем, что газоструйный резонансный
излучатель, содержащий резонирующий цилиндрический корпус с соосно размещенными в
нем соплом, штоком, трубой, в которой установлен с возможностью продольного
перемещени и фиксации отражатель, труба и сопло выполнены с возможностью
относительного осевого перемещени , резонирующий цилиндрический корпус заглушен со
стороны сопла, через сопло проходит игла, а на входе в сопло установлена кольцева диафрагма, жестко соединенна с иглой, в соответствии с за вл емым изобретением
имеет в трубе, соосно размещенной в резонирующем цилиндрическом корпусе, сквозную
перфорацию со стороны входа (усть ) полости трубы, причем соотношение длины этой
трубы и ее диаметра составл ет не менее 10:1, при этом резонирующий цилиндрический
Страница: 3
DE
RU 2 336 130 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
корпус и труба имеют размеры, которые определ ютс по формуле:
f=Ao/4L,
где f - частота автоколебательного процесса;
Ао - скорость звука в воздухе (рабочий газ-воздух);
L - длина трубы, размещенной внутри резонирующего цилиндрического корпуса.
Такие соотношени размеров цилиндрического корпуса и трубы позвол ют возбуждать
колебани частотой ниже 50 герц с переходом в инфразвуковую область излучени , что
позвол ет использовать газоструйный резонансный излучатель как инфразвуковой.
Кроме того, в за вл емом устройстве резонирующий цилиндрический корпус и
расположенна внутри него труба имеют при скорости звука в воздухе 340 м/сек размеры
не менее 4 метров.
Помимо этого в за вл емом устройстве резонирующий цилиндрический корпус имеет
диффузор.
Работа за вл емого инфразвукового газоструйного резонансного излучател , который
относитс к мощным генераторам звука, работающим в газовой среде, основана на
преобразовании кинетической энергии газовой струи в акустическую энергию.
Анализ мирового уровн техники в данной области вы вил, что в насто щее врем в
теплоэнергетике наблюдаетс тенденци использовать низкосортные многозольные
топлива. В св зи с этим возникают проблемы, св занные с заносом конвективных
поверхностей теплообменных аппаратов зольными отложени ми.
Однако помимо зольного заноса актуальной проблемой дл теплообменных аппаратов
вл етс проблема заноса отложени ми технологического уноса при производстве,
например, цемента, в сталеплавильном производстве, а также в р де других производств.
Поэтому проблема повышени эффективности работы теплообменных устройств и
качества очистки удалени зольных отложений и отложений технологического уноса с
поверхностей теплообменных аппаратов вл етс первостепенной.
За вл емое устройство предназначено дл решени этой актуальной дл разных
отраслей производства проблемы.
Реализаци за вленного изобретени по сн етс чертежом, на котором представлена
схема газоструйного резонансного излучател в продольном разрезе.
Газоструйный резонансный излучатель содержит: цилиндрической формы резонансную
трубу (1), несущую функцию цилиндрического корпуса, котора открыта с одной стороны,
а с другой стороны заглушена фланцем-дном; сопло (2), выход щее со стороны фланцадна по оси резонансной трубы; внутреннюю трубу (3); вблизи усть резонансной трубы в
ее стенках имеютс сквозные перфорированные отверсти ; внутренн труба расположена
по оси резонансной трубы за соплом на некотором рассто нии от него и своим устьем
обращена к соплу; дно-отражатель (4), заглушающий полость внутренней трубы; шток (5),
св зывающий дно-отражатель с механизмом (6) дл перемещени дна-отражател ;
механизм (7) дл относительного перемещени сопла и внутренней трубы; держателификсаторы (8) внутренней трубы в резонансной трубе; диафрагму (9), установленную на
входе в сопло; тонкую иглу (10), соединенную с диафрагмой и размещенную по оси сопла
с некоторым вылетом из него.
Работа газоструйного резонансного излучател осуществл етс следующим образом.
В газоструйный резонансный излучатель через сопло 2 подаетс под давлением
рабочий газ (воздух), который натекает дозвуковой или сверхзвуковой струей на полость
внутренней трубы 3, взаимодействует с полостью; при определенных параметрах во
взаимодействии струи с полостью развиваетс автоколебательный процесс, характерный
дл первой продольной моды колебаний. В свою очередь, развивающийс автоколебательный процесс способствует развитию резонанса в резонансной трубе (1).
Игла (10) в газоструйном резонансном излучателе существенно облегчает работу по
настройке устройства на резонанс, а в сочетании с имеющимис сквозными
(перфорированными) отверсти ми во внутренней трубе (3) делает возможным резонанс и
на дозвуковых стру х.
Страница: 4
RU 2 336 130 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
За счет такого конструктивного исполнени технический результат устройства
достигаетс использованием эффекта наложени мощного звукового пол дискретной
частоты на основной запыленный газовый поток (так называема «звукова очистка»).
Указанный эффект основан на разрушении, механизм которого определ етс аутогезионными параметрами отложений, в частности показателем разрывной прочности. У
р да групп сыпучих материалов разрывна прочность при статическом приложении
нагрузки в переводе к уровню звукового давлени лежит в диапазоне от 125 до 140 дБ
(при этом воздействие звукового давлени на отложени имеет динамический характер).
Сыпучие материалы (промышленные пыли) по их аутогезионной способности имеют
свою классификацию [6]:
1. Неслипающа с (свободнотекуча ): пыль мартеновска (производство без
кислородного дуть ), колошникова , агломерациоона , конвертерна (производство стали
по схеме с дожиганием), электросталеплавильна , коксова , доломитова , шамотна ,
дунитова , каменных углей, порошок известн ка, плавикового шпата, цемент
(производство сухим способом), грунт.
2. Слабослипающа с (легкотекуча ): пыль мартеновска (производство с кислородным
дутьем), магнезитова (отбор проб после печей отжига), доломитова и шамотна (отбор
проб после электрофильтров), угольна (с фракцией 0-60 мкм более 30%), конвертерна (отбор проб после котлов-утилизаторов, схема с дожиганием), известн кова , гипс
(строительный грубого помола), зола содорегенерационных котлов, мазута,
карагандинских и кузнецких каменных углей.
3. Среднеслипающа с (среднетекуча ): пыль мартеновска (производство
интенсивным кислородным дутьем), магнезитова (отбор проб за котлом-утилизатором),
угольна (с фракцией 0-60 мкм более 80%), доломитова (отбор проб за
электрофильтром), электросталеплавильна (крупные печи с интенсивным производством),
медеплавильна .
Дл повышени эффективности и качества очистки за вленным устройством
резонансна труба имеет глубину полости, котора дл инфразвукового диапазона частот
выбираетс по соотношению fа=a/4L; сопло, выход щее со стороны фланца-дна по оси
резонансной трубы имеет число Маха Мa=1; глубина полости внутренней трубы дл инфразвукового диапазона частот выбираетс по соотношению fa=а/4L и вблизи усть в
ее стенках имеютс сквозные перфорированные отверсти .
Примеры экспериментальных исследований.
Пример 1.
На базе газодинамической лаборатории Санкт-Петербургского государственного
университета была проведена экспериментальна проверка работоспособности
газоструйного резонансного излучател устройства-прототипа дл вы влени его
недостатков и анализ причин с целью дальнейшего их устранени в за вленном
изобретении.
Результаты испытаний показали, что настройка определ ющих параметров излучател на резонанс значительно затруднена в основном за счет геометрических и режимных
параметров устройства, вли ющих на положительный эффект, получаемый от резонанса.
Ниже перечислены основные геометрические и режимные параметры газоструйного
резонансного излучател , определ ющие настройку на вление резонанса:
- dа - диаметр выходного сечени сопла;
- d1 - диаметр полости внутренней трубы;
- dи - диаметр тонкой иглы (стержн );
- d2 - диаметр полости резонансной трубы;
- l0 - вылет сопла по отношению к фланцу-дну резонансной трубы;
- lи- вылет иглы по отношению к срезу сопла (со знаком + или -);
- l1 - рассто ние между срезом сопла и устьем полости внутренней трубы;
- L1 - глубина полости внутренней трубы;
- L2 - глубина полости резонансной трубы;
Страница: 5
RU 2 336 130 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
- ?a - угол полураствора сопла;
- Ma - геометрическое число Маха сопла;
- n - нерасчетность сверхзвуковой струи;
- Re - число Рейнольдса;
- ? - отношение удельных теплоемкостей (?=1,4 дл воздуха).
Результаты экспериментальных исследований вы вили, что важным дл упрощени настройки и повышени эффективности работы излучател определ емым параметром
вл етс уровень звукового давлени на основной (дискретной) частоте резонансной
трубы.
Экспериментальна оценка вли ни геометрического числа Маха Мa сопла показала,
что максимальный уровень звукового давлени на основной частоте резонансной трубы
остаетс посто нным при числах Мa>1, диапазон изменени нерасчетности n
сверхзвуковой струи находитс в пределах от 1,2 до 1,4, т.е. резонанс в устройстве
про вл етс при истечении сверхзвуковых струй из сопла на режимах недорасширени .
Пример 2.
Дл за вл емого инфразвукового газоструйного резонансного излучател глубину
полости резонансной трубы оптимально выбрать равной длине резонансной трубы
инфрафона (например, равной 4-4,5 м.). Отношение L2/d2 (известно из учебников по
физике) находитс в пределах от 10 до 12.
От определ емого параметра (нерасчетность струи n) и известного числа Мa можно
перейти к определению полного давлени р0 перед соплом. При этом следует иметь в
виду, что сохранение нерасчетности струи n в диапазоне от 1,2 до 1,4 (при увеличении
числа Ма) приводит к неоправданному росту полного давлени перед соплом, что
практически исключает возможность эффективной работы за вленного устройства и что
неприемлемо дл обосновани выбора конструкции за вл емого излучател . Поэтому при
выборе сопла проще остановитьс на его конструкции с геометрическим числом Ма=1 (так
называемое «сопло-очко», т.е. такое сопло, у которого диаметр критического сечени равен диаметру выходного сечени ). При таком оптимальном выборе из определ емых
параметров, вли ющих на эффект резонанса, исключаетс параметр ?а - угол
полураствора сопла.
Определ емый параметр иглы dи(диаметр иглы) можно выбрать с учетом, что она
всегда тонка , посто нным и равным от 3-5 мм.
В за вленном устройстве при натекании воздушной струи на полость внутренней трубы
при определ ющих этот процесс настраиваемых параметрах реализуетс автоколебательный процесс. Этот процесс достаточно подробно исследован [7] и
интересен, в частности, тем, что при относительно коротких трубах (L1/d1=1-3)
наблюдаетс акустическое излучение с рко выраженным дискретным тоном. Такой
эффект широко эксплуатируетс при построении газоструйных излучателей
ультразвукового диапазона
В работе [7] показано и обосновано существование в влении нечетных (2m+1)
продольных мод колебаний при относительно глубоких полост х: m=0, 1, 2, 3, ...m=0 перва продольна мода; m=1 - треть продольна мода и т.д. Моды отличаютс структурой течени и частотами, которые образуют неэквидистантный спектр в
соотношени х, близких к fi/fa=(2/m+1). fi - частота моды, fa=а/4L - акустическа частота
трубной полости. Это означает, что при очень коротких полост х «резонанс» наблюдаетс при возникновении в влении поперечных или вращательных мод колебаний, а в влении
взаимодействи газовых струй с глубокими полост ми максимумы акустической энергии
смещаютс в область турбулентных пульсаций.
В за вленном инфразвуковом газоструйном резонансном излучателе важно, чтобы во
взаимодействии воздушной струи с полостью внутренней трубы наблюдалс автоколебательный процесс, характерный дл первой продольной моды. Тогда во внешней
резонансной трубе можно ожидать вление резонанса, одним из условий дл него должно
быть отношение L1/L2~1 (глубина полости внутренней трубы близка к глубине резонансной
Страница: 6
RU 2 336 130 C1
5
10
15
трубы).
Таким образом, глубина полости внутренней трубы дл верхней границы инфразвука
должна быть L1~4 м. При таких глубоких полост х (L1/d1>>10) вли ние числа Рейнольдса
Re оказываетс существенным на процесс, это вли ние (отрицательное) тем более
увеличитс при внесении в конструкцию стержн . Следует убрать из конструкции
резонансного излучател стержень и не рассматривать вли ние числа Рейнольдса Re,
если в влении взаимодействи струи с полостью внутренней трубы про витс перва продольна мода (эта мода действительно существует и на более глубоких полост х).
С учетом вышеприведенных замечаний количество определ ющих вление резонанса
параметров лишь незначительно уменьшилось. Приведем эти параметры в безразмерном
виде:
- относительный диаметр выходного сечени сопла;
-
- относительный диаметр полости внутренней трубы;
-
- относительный вылет сопла;
20
25
30
35
40
45
50
- относительный вылет иглы;
- относительна глубина полости внутренней трубы;
- полное давление перед соплом (рн - наружное давление).
Задача поиска локальных максимумов уровн звукового давлени на основной частоте
резонансной трубы при влении резонанса (в зависимости от вышеперечисленных
в
параметров) значительно упростилась, поскольку оказалось, что по параметру
влении существуют прот женные зоны, в которых искомый уровень звукового давлени остаетс практически посто нным. Но даже в упрощенном варианте анализ вли ни определ ющих параметров на резонанс может быть дан лишь на основе объемного и
трудоемкого экспериментального исследовани .
В за вленном инфразвуковом газоструйном резонансном излучателе резонанс на
основной акустической частоте резонансной трубы достигаетс при истечении из сопла
как дозвуковых, так и сверхзвуковых струй. (При этом если иметь в виду зону резонанса
по полному давлению перед соплом, то зона начинаетс от малого докритического
.) Уровень звукового давлени давлени перед соплом до полного давлени на основной частоте резонансной трубы растет с увеличением скорости истечени дозвуковой струи, а с переходом к сверхзвуковому истечению практически остаетс посто нным.
Такой результат достигаетс следующими конструктивными изменени ми:
- сопло выполнено с геометрическим числом Маха сопла Ма=1, т.е. используетс так
называемое сопло-очко, у которого отсутствует за критическим сечением расшир юща с часть (диаметр критического сечени сопла равен диаметру выходного сечени сопла);
- тонка игла соедин етс с диафрагмой, проходит через сопло по его оси и может
выйти за сопло на некоторое рассто ние за срез сопла;
- внутренн труба выполнена со сквозными отверсти ми в стенках трубы вблизи усть своей полости;
- устье полости (имеетс входное отверстие в полость);
- глубина полости резонансной трубы рассчитываетс по ее основной акустической
частоте; эта частота - частота инфразвукового диапазона. (Возможно построение
низкочастотного резонансного излучател с основной частотой в диапазоне частот выше
частоты инфразвука, до частоты ~100 Гц.)
В лабораторных услови х ввиду существующих ограничений была выбрана резонансна труба диаметром d2=200 мм с глубиной полости L2=2000 мм. Ожидаема при резонансе у
этой трубы основна акустическа частота может быть меньше 40 Гц, т.е. частота
достаточно близко расположена к инфразвуковому диапазону.
Пример 3.
Страница: 7
RU 2 336 130 C1
5
10
15
20
При проведении экспериментальных исследований измерени уровней звукового
давлени производились шумомером ВШВ-003, микрофон устанавливалс на рассто нии 6
м от излучателей. Используемый экспериментальный бокс представл л собой бетонное
помещение размерами 16Ч9Ч6 м 3. В процессе экспериментальных исследований
производились:
- осциллографическа запись временных сигналов датчиков, регистрирующих изменение
давлени в полост х внутренней и резонансной труб;
- осциллографическа запись сигналов микрофона в октаве со среднегеометрической
;
частотой fcp=31,5 Гц при резонансе в зависимости от давлени - осциллографическа запись пульсаций давлени в полости внутренней трубы в
.
зависимости от давлени Следует отметить, что выбор длины резонансной трубы обусловлен также
возможностью акустических измерений в инфразвуковом диапазоне.
В приведенной таблице 1 при совершенно равных значени х, определ ющих вление
резонанса параметрах, показано распределение уровней звукового давлени по октавам
дл газоструйного резонансного излучател (ГРИ) и газоструйного (отсутствует
резонансна труба) излучател (ГИ). При этом во взаимодействии воздушной струи с
полостью трубы дл ГИ или с полостью внутренней трубы дл ГРИ наблюдаетс один и тот
же процесс в первой продольной моде.
Таблица 1
fcp, Гц
ГИ I, дБ
25
30
35
40
45
50
31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000
112 105 100 113 113 113 118
94
113
ГРИ I, дБ 129,5 119 97 119 118 115 115
94
104
В таблице 1 указаны параметры: - fcp - среднегеометрическа частота октавы;
- I - уровень звукового давлени в данной октаве.
Данные, представленные в таблице 1, показывают, что у газоструйного излучател (ГИ)
с глубокой полостью максимум акустической энергии, несмотр на то что во
взаимодействии струи с полостью наблюдаетс автоколебательный процесс в первой
продольной моде (частота процесса ~37 Гц; показани датчиков давлени ), смещаетс в
высокочастотную область спектра акустического сигнала. В новой схеме, схеме
газоструйного резонансного излучател , рко выраженный максимум акустической энергии
наблюдаетс в первой октаве (fcp=31,5 Гц). Показани датчиков давлени говор т также о
том, что в полост х резонансной и внутренней труб протекают процессы на одной
частоте ~37 Гц. Таким образом, проведенные исследовани на практике подтверждают
теоретические расчеты и обоснование функциональных возможностей за вленного
изобретени . Практически в резонансной трубе можно возбудить процесс на частоте
любого ее обертона при совпадении с этой частотой частоты продольной моды
газоструйного излучател . В этом смысле в качестве автоколебательного источника
энергии выступает стру с внутренней трубой, размещенные в резонансной трубе.
В основе преимущества использовани за вленного устройства в "звуковом" диапазоне
очистки основаны на следующих положени х: инфразвуковые генераторы имеют
сферическую диаграмму направленности, и звук в св зи с этим практически достигает в
озвучиваемом объеме все скрытые и удаленные места; у инфразвука дол отраженной
звуковой энергии значительно выше при озвучивании внутренних объемов с
теплоизолированными стенками; длина звуковой волны при инфразвуке сравнима
практически в большинстве случаев с характерными размерами технологических
аппаратов.
За вленный инфразвуковой газоструйный резонансный излучатель можно с учетом
результатов опробовани этой конструкции в лабораторных и промышленных услови х
использовать как дл "звуковой" очистки, так и дл интенсификации звуковыми волнами
тепломассообменных процессов в газовых средах; а также дл акустической коагул ции
аэрозолей (в частности, в качестве эффективного средства пожаротушени в замкнутых и
Страница: 8
RU 2 336 130 C1
5
10
полузамкнутых объемах, где в короткий срок необходимо погасить огонь и коагулировать
аэрозоли); в качестве психотропного оружи при борьбе с грызунами и мышами в сельском
хоз йстве (при звуковом облучении больших площадей) и др.
Использованна литература
1. Описание изобретени к авторскому свидетельству (SU) №1568340 А1.
2. За вка RU №92011173 А.
3. Патент РФ №2175274.
4. Патент РФ №2181635.
5. Описание изобретени к авторскому свидетельству (SU) №1587765 А1 (прототип).
6. Щелоков Я.М., Аввакумов A.M., Сазыкин Ю.К. Очистка поверхностей нагрева котловутилизаторов. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 223 с.
7. Полубо ринов А.К., Цветков А.И.. Экспериментальное исследование продольных мод
в течении Гартмана // Прикладна аэродинамика и тепловые процессы. - Новосибирск: Издво ИТПМ СО АН СССР, 1980. с.99-112.
15
20
25
30
35
Формула изобретени 1. Инфразвуковой газоструйный резонансный излучатель, содержащий резонирующий
цилиндрический корпус с соосно размещенными в нем соплом, штоком, трубой, в которой
установлен с возможностью продольного перемещени и фиксации отражатель, труба и
сопло выполнены с возможностью относительного осевого перемещени , резонирующий
цилиндрический корпус заглушен со стороны сопла, через сопло проходит игла, а на
входе в сопло установлена кольцева диафрагма, жестко соединенна с иглой,
отличающийс тем, что труба, соосно размещенна в резонирующем цилиндрическом
корпусе, имеет сквозную перфорацию со стороны усть полости трубы, резонирующий
цилиндрический корпус и труба имеют размеры, которые позвол ют возбуждать колебани частотой ниже 50 Гц с переходом в инфразвуковую область излучени и определ ютс по
формуле
f=Ao/4L,
где f - частота автоколебательного процесса;
Ао - скорость звука в воздухе (рабочий газ-воздух);
L - длина трубы, размещенной внутри резонирующего цилиндрического корпуса.
2. Инфразвуковой газоструйный резонансный излучатель по п.1, отличающийс тем, что
резонирующий цилиндрический корпус и расположенна внутри него труба имеют при
скорости звука в воздухе 340 м/с, размеры не менее 4 м.
3. Инфразвуковой газоструйный резонансный излучатель по п.2, отличающийс тем, что
резонирующий цилиндрический корпус имеет диффузор.
40
45
50
Страница: 9
CL
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
142 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа