Газоструйный излучатель Советский патент 1974 года по МПК B06B1/10 

1

Изобретение относится к приборостроению и молсет быть использовано для интеисификации технологичес сих процессов, протекающих в газовых и жидких средах под воздействие.м акустических колебаний.

Известны газоструйные излучатели с соплом Лаваля, з которых для ггнсрадпи акустических колебаний используется тор.можение сверхзвуковой струп с по.мощью полого резонатора, расположенного перед соплом. Кинетическая энергия струи в известном излучателе прп ее торможении сильно падает, в результате чего струя теряет свою жесткость и дальнобойность.

Цель изобретения - повышение акустической мопхностп излучателя при сохранении неизменным газодинамических параметров струи.

Это достигается тем, что сопло установлено внутри резонатора, выполненного в виде цилиндрического стакана, и выступает из его фланца в направлении открытого торца па длину, равную нечетному числу четвертей длины волны на рабочей частоте излучения, а длина резонатора от 1,1 до 1,5 раз превышает его внутренний диаметр, который от G до 9 раз больше критического диаметра сопла при собственной частоте резонатора, превышающей частоту дискретного тона свободной струи от Эдо 35%.

На чертеже представлена схема предлагаемого газоструйного излучателя.

Газоструйный излучатель состоит из сверхзвукового сопла 1, полого резонатора 2, расположенного соосно с соплом I и закрытого с задней стороны фланцем 3, а также П1туцера 4 для подвода сжатого газа. Сопло 1 со штуцером 4 служит для создания сверхзвуковой струи 5, а резонатор 2 и фланец 3 - для возбулсдения акустических колебаний с частотой, определяемой соотношением его геометрических размеров.

Диаметр резонатора 2 должен быть таким, чтобы один из его поперечных резонансов

совпадал с частотой дискретного тона струп, что достигается выбором собственной частоты резонатора на 5-35% выше частоты дискретного тона свободной струи. Одновременно диаметр резонатора должен в 6-9 раз

превосходить диаметр критического сечения сопла 1, чтобы струя на выходе не касалась стенок резонатора. Длина резонатора 2 должна составить 1,1-1,5 его диаметра или (8- 9)Л/4 длины излучаемой волны, чтобы волны, вышедшие из эффективного источника дискретного тона, отразившись от стопок резонатора, воздействовали на «корень струи у среза сопла 1. Кроме того, срез сопла 1 распо.тагается па расстоя)пп1, соотпстсгвуюHj,cM нечетному чнслу четверам .ч.:-;. ),-iны от отражающего фланца 3, чтобы сфазировать прямые волны, приходящие к срезу сопла, с отраженными от фланца.

При создании в сонле 1 давления выше критического струя 5, выходящая из сопла 1. становится сверхзвуковой, приобретая одновременно ячеистую структуру. Такая струя, наряду с широкополосным шумом, содержит дискретную составляющую, частота которой Обратно пропорциональна диаметру сгима 1 и зависит от рабочего перепада давления в этом сопле и окружающем прострапстве.

Полый резонатор 2, с одной стороны, несколько изменяет частоту дискретного тона струи, а с другой, способствует тому, что большая доля энергии дискретного тона воздействует на «корень струи 5, интенсифицируя ее колебания, что, в свою очередь, приводит к увеличению излучаемой акустической мощности. Наибольшее увеличение мощности происходит цри превышении на 5-35% резонансной частоты нолого резонатора 2 по сравнению с частотой дискретного тона свободной струи.

Ввиду того, что акустическая мопдпость составляет единицы процентов от кинетическо энергии струи, сама струя, вытекая из открытого конца резонатора 2, меняется незначительно и ее параметры также почти пе меняются, что позволяет испол153овать эту струю для силового воздействия.

Таким образом, струя, выходящая из излучателя, сохраняет свою кинетическую энергию; ее даль)обойность и жесткость практически пе меняются но сравнению со свободной струей. Одновременно излучаемая акустическая мощность существенно возрастает и оказывается достаточной для интенсификации ряда технологических процессов.

Предмет изобретения

Газоструйный излучатель, содержащий сопл о л а вал я и со о сны и

ним полый резонатор, отличающийся тем. что. с пелью новышения акустической мощиости при сохранепии неизменными газодинамических нараА етров струи, сопло установлено внутри резонатора, выполненного в виде цилиидрического стакана, и выступает из его фланца в направлении открытого торца на д,тииу. равную нечетному числу четвертей длины волны па рабочей частоте излучения, а длина резонатора от 1,1 до 1,5 раз превыглает его впутренний диаметр, который от 6 до 9 раз критического диаметра сопла при собствеппой частоте резонатора, )1;)евып1ающей частоту дискретного тона свободной струи от 5 до 35%.