Аэродинамический генератор акустическихКОлЕбАНий Советский патент 1981 года по МПК B06B1/00 

(54) АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

1

Изобретение относится к устройтвам генерации акустических колеаний в газообразных средах и можетайти применение в газогорелочных стройствах различных топочных конструкций, в частности в камерах готрейия реакторов для получения сажи.

Известны акустические генераторы, включающие вихревую камеру с тангенциальным, вводом, переходящую затем в трубу малого диаметра 1 и 12.

Недостатком зтих устройств является малая мощность звуковых колебаний, возникающих при истечении вихревого потока из камеры большего диаметра в трубу меньшего диаметра.

Цель изобретения - увеличение мощности акустических колебаний.

Цель достигается тем, что в устройство введена дополнительная вихревая камера с. резонансной трубой и тангенциальным входным патрубком,, ориентированная как и основная и установленная соосно с ней, резонансная труба дополнительной камеры расположена внутри основной, причем расстояние от выходного торца резонансной трубы дополнительной камеры до входного торца резонансной трубы основной камеры составляет 0,1-5 внутренних диаметров трубы дополнительной камеры, а соотношение внутренних диаметров основной и дополнительной резонансных труб выбрано в пределах 1-3.

Кроме того резонансные трубы выполнены одинаковой длины.

На чертеже схематически пред0ставлен аэродинамический генератор.

Устройство содержит основную 1 и дополнительную 2 вихревые камеры с тангенциальными патрубками 3 и 4 для ввода газа, резонансные

5 трубы 5 и 6.

Аэродинамический генератор акустических колебаний работает следующим образом.

Подаваемый через тангенциальные

0 патрубки 3 и 4 с соответствующим перепадом давлений газ перемещается в камерах 5 и 6 по спирали к осевой линии, и в соответствии с приложенным перепадом одновременно - к вы5ходному отверстию, образуя на выходе труб вихри. Вращающийся с большой скоростью поток газа в основной камере образует в центре резонансной трубы область разрежения, в кото0рую подсасывается окружающая среда.

В соответствии с образовавшимся вижением двух вращающихся потоков аза и окружающей среды генерируются кустические колебание, частота коорых пропорциональна скорости срыва вихрей, образующихся при их взаимодействии,

При совпадении частоты срыва вихрей и частоты первого тона резонансной трубы 5 образуется источник акустического излучения, мощность которого зависит от длины ядра разрежения в центре резонансной трубы

Введение дополнительной камеры позволяет увеличить длины ядра разрежения. .Согласование частот первого тона труб 5 и б достигается подачей газа одинакового состава в тангенциальные каналы 3, 4 и равенством длин трубы 5 и б. Согласование частот срыва вихрей в основной резонансной трубе 5 и дополнительной трубе 6 достигается выбором геометрической характеристики. Таким образом при выходе из трубы б потока, вращающегося с окружной скоростью, равной скорости потока на выходе в трубе 5, потока газа из дополнительной резо нансной трубы б подсасывает поток внешней среды в свою центральную часть. Образовавшаяся структура трех вращающихся потоков из труб 5, б и внешней среды образует удлиненную зону,ядра разрежения, длина которой может превышать длину всего основного устройства, и таким образом значительно увеличивает мощность акустического излучения, Дополнительный источник акустического излучения образуется на границе потоков , вытекающих из основной и дополнительной труб,

Расстояние между выходным торцом резонансной трубы дополнительной камеры и входным торцом резонансной трубы основной камеры изменяется в диапазоне 0,1-5,0, Выбор нижнего предела обусловлен тем,что при введении резонансной трубы дополнительной камеры внутрь основнойрезонансной грубы., нарушается характер течения обоих вращающихся потоков,

В случае, когда резонансная труба дополнительной камеры установлена с зазором по отношению к основной резонансной трубе, каждый из .этих элементов работает самостоятельно, В каждом из них образуется стабильный вихрь на всем-протяжении указанных элементов с ядром разрежения по всей длине этих элементов, что благоприятно сказывается на характере течения вращающихся потоков, При этом отсутствуют возмущения вихря, движущегося внутри основной резонансной трубы, ведущие к нарушению газодинамической картины его течения.

При расположении резонансной трубы дополнительной камеры, внутри основной резонансной трубы, вытекающий из дополнительной трубы вихревой поток нарушает газодинамическую кар7 тину течения вихревого потока основной резонансной трубы,препятствуя необходимому, для генерации акустических колебаний взаимодействию его с окружающей средой. Верхний предел величины зазора можно объяснить тем, что при достаточно большом удалении выходного торца дополнительной резонансной трубы от входногр торца основной резонансной трубы происходят дополнительные затраты энергии вращающегося потока вихревой, камеры,. идущие на раскрутку потока, вытекающего из дополнительной резонансной трубы.

Отношение диаметров в диапазоне от 1 до 3 также вытекает из условия газодинамического взаимодействия обоих вращающихся потоков.

Формула изобретения

1,Аэродинамический генератор акустических колебаний, содержащий цилиндрическую вихревую камеру с тангенциальным входным патрубком

и аксиальным выходным отверстием, в которое вставлена цилиндрическая резонансная .труба, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности акустических колебаний, в него введена дополнительная вихревая камера с резонансной трубой и тангенциальным входным патрубком, ориентированная как основная и установленная соосно с ней, а резонансная труба дополнительной камеры расположена внутри основной. Причем расстояние от выходного торца резонансной трубы дополнительной -камеры до входного торца резонансной трубы основной камеры составляет от 0,1 до 5 внутреннего диаметра трубы дополнительной камеры, а соотношение внутренних диаметров основной и дополнительной резонансных труб выбрано в пределах от 1 до 3,

2,Генератор по п, 1, о т л ичающийся тем, что резонансн трубы выполнены одинаковой длины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Теплотехнические характеристи топлива. Использование газа и маЗут в промышленности. М,, ВИНИТИ, 1967, с. 15-16,

2.Шуркин Е,Н, Газогорелочное устройство с акустическим генератором.- Тазовая промышленность , 1967, 11, с, 42-46 (прототип).