Широкодиапазонный термоакустический генератор Советский патент 1992 года по МПК G10K15/00 

Изобретение относится к прикладной акустике и может быть использовано при исследований влияния высокоинтенсивных колебаний на различные объекты в широком диапазоне частот.

Целью изобретения является увеличение уровня звуковоТо Давления генерируемых колебаний в широком диапазоне ча стрт.:/у:.;:::; .-,,;.;.;: ; .. v. ;.. /,.,...., .. .

На чертеже изображен широкодиапа- зонный термоакустический генератор.

На основании 1 с помощью хомутов 2 закреплена труба-резонатор 3, изготовленная из тугоплавкого стекла (кварца, пиро- кса). В трубе 3 расположены вкладыши из пучЦов трубок 4 (из кварца, пирокса) с пристыкованными к ним вплотнунз по торцу электронагревателями 5, причем пучки трубок установлены навстречу друг другу.

Питание электронагревателей 5 осуще- ствляется через разъемы фиксирующих то- коподв.одящих штанг 6, на концах которых неподвижно закреплены вкладыши из пучков трубок 5 и электронагреватели 5.

Конструктивно штанга 6 выполнена так, что позволяет изменять и фиксировать положение пучка трубок 4 и электронагревателя 5 в трубе 3 в продольном направлении. Для фиксации положения пучка трубок 4 с электронагревателем 5 на изолирующей по- верхности штанги 6 нанесена миллиметровая шкала с началом отсчета от нагревателя

5. --.::...:...,.,.; ..--;..;.. .,.,......-;,-... :

К основанию 1 с помощью разъёмных соединений прикреплены опоры 7 с направ- ляющими 8. Через каждую из направляющих 8 опор 7 с возможностью свободного скольжения проходят штанги 9.

На концах штанг 9 установлены скользящие по их боковым поверхностям на втул- ках 10 дисковидной формы перегородки 11, жесткость которых в продольном направлении можно регулировать с помощью пружин 12, шайб 13 и гаек 14- На внешней боковой поверхности трубы 3 над вкладышами из пучков трубок 4 на протяжении всей, их длины установлены холодильники, представля- .ющйе собой рубашку 15 с отводящими 16 и подводящими 17 патрубками для хладаген- та. Холодильники установлены с возможностью изменения их положения по длине трубы 3.

Путем регулировки жесткости пружин 12 с помощью шайб 1.3 и гаек 14 и относительным расположением перегородок 11, перемещаемых в осевом направлении штангами 9, выбирают собственную частоту генератора.у .

Далее соответственно установленной жесткости перегородок 11 и их относительному расположению с помощью штанг 9 устанавливают электронагреватели 5 с пристыкованными к ним вкладышами из пучков трубок 4, фиксируя положение по шкале, нанесенной на токоподводящие штанги 6.. -

Отношение расстояния от нагревателей 5 до подпружиненных перегородок 1.1 к имитируемой (относительным расположен нием перегородок 11 в трубе 3) длине трубы- резонатора 3 должно находится в пределах 0,165-0,2.:;;:..;::,-;:- :.:, ::;.:;.У . : .:.... .

Над установленными пучками из трубок 4 на внешней боковой поверхности трубы- резонатора3 располагают рубашки 15 холодильников и подводят к патрубкам 17 и отводят через патрубки 16 хладоагент (например, воду). ; :. : .:.:--. : /---Ц : .-:--,- Воздействие внеЩнегО возмущения на резонатор 3 возбуждает в нем автоколебания. При наличии перегородок 11, регулируемых по жёсткости и положению в осевом направлении, звуковая волна,:попадая на одну из перегородок IV, сообщает ей часть кинетической энергии. Отразившись от этой перегородки и проходя в обратном направлении через нагреватели 5. звуковая волна получает от них в момент сжатия дополнительную энергию, что ведет в соответствии с критериями Рэлёя к увеличению амплитуды колебаний.Попадая на противоположную перегородку, звуковая волна передает и ей часть кинетической энергии. Отразившись от. нее, движется в обратном направлении, и процесс повторяется. .,

В том случае, если параметры пружин 12 таковы, что движение перегородки 11 в обратном направлении совпадает по фазе с увеличением давления в волне на этом торце резонатора, наступает резонансное явление. Амплитуда генерируемых колебаний возрастает, но ограничена благодаря наличию нелинейных эффектов. ;; -. : .

Ф о рмул а и зоб рете н и я

Широкодиапазонный тёрмоакуСтиче- ский генератор, содержащий резонатор, выполненный и виде горизонтальной трубы, закрытой торцовыми перегородками, в замкнутой полости которой на одинаковых расстояниях от перегородок установлены электронагреватели с расположенными между ними и пристыкованными вплотную к нагревателям вкладышами из пучков трубок, равномерно заполняющих полость резонатора по сечению с отношением длины трубок к их внутреннему диаметру 10-15, на внешней боковой поверхности резонатора над вкладышами на протяжении всей их

длины установлены холодильники, причемвыполнены упругими, установлены с воз- расстояние от перегородок до нагревателеймржнрбтью перемещения в осевом направ- относятся к длине резонатора как 0,165-0,2,лении внутри трубы и снабжены узлами отличающийся тем. что, с Цельюизменения жесткости, каждый из которых увеличения уровня звукового давления ге-5 выполнен в виде двух симметричных регули- нерируемых колебаний в широком диапазо-руемых пружин, связанных с центральной не частот, торцовые перегородкичастью торцовых перегородок.