Устройство для возбуждения звуковых колебаний Советский патент 1982 года по МПК G10K7/00 

Изобретение относится к акустике а именно к устройствам для возбуждения звуковых колебаний, и может быт использовано в тех областях народно хозяйства, где возникает необходимость в применении регулируемых интенсивных звуковых колебаний. Известен струйный генератор пульсирующего давления,состоящий из рабочей камеры, связанной с источником сжатого газа, и устройства прерывания потока, выполненного в виде кинематически связанных пластин, закры вающих впускное отверстие в рабочую камеру, и клапана, закрывающего выпускное отверстие из камеры l . Недостатком известного устройства является ограниченность амплитудночастотных параметров звуковых колебаний, определяемая прерывателем потока, ограничивающим эти параметры, а также низкая интенсивность колебаний. Известно также устройство для возбуждения звуковых колебаний, содержащее соединенные соосно между собой трубу и сверхзвуковое сопло, связанное с источником сжатого газа 2}. Недостаток данного устройства заключается в сложности возбуждения и регулирования звуковых колебаний высокой интенсивности. Цель изобретения - расширение диапазона изменения параметров звуковых колебаний. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее соосно и герметично соединенные между собой трубу и. сопло Лаваля, связанное с источником сжатого газа, введена диафрагма, закрепленная на свободном конце трубы с центральным отверстием диамеТр которого больше диаметра критического сечения сопла Лаваля и меньше диаметра ег,о выходного сечения, а диаметр трубы больше диаметра выходного сечения сопла Лаваля, причем труба имеет возможность перемещения вместе с диафрагмой относитель но среза сопла Лаваля. На фиг. 1 показана схема устройства для возбуждения звуковых колеба НИИ; на фиг. 2 - схема течения газа в объеме трубы в режиме срезания пограничного слоя струи; на фиг, 3 в режиме истечения газа из объема трубы. Устройство для возбуждения звуковых колебаний состоит из сопла Лаваля 1, связанного газоходом 2 с источ ником сжатого газа. Сопло 1 соосно и герметично установлено в одном кон це трубы 3, а на противоположном ее конце закреплена диафрагма k с центральным отверстием 5, диаметр которого больше диаметра критического сечения сопла Лаваля 1 и меньше диаметра его выходного сечения. Для герметизации засопловой области w на сопловом блоке 6 в канавке установлены уплотняющие кольца 7- Сопло установлено в трубе 3 с возможностью относительного продольного перемещения для регулирования удаления его среза от диафрагмы. Устройство работает следующим образом. При подаче сжатого газа в соплово блок 6 по газоходу 2 из сопла Лаваля 1 истекает сверхзвуковая струя. Часть пограничного слоя струи натекает на диафрагму k и срезается кром кой отверстия 5- На диафрагме газ разворачивается, течет в сторону сре за сопла Лаваля 1 и наполняет полост трубы 3- Давление газа в полости тру бы 3 начинает повышаться, степень не где Ра расчетности струи п давление на срезе сопла, Р - давление в засопловой области w, являющее ся наружным давлением для ст|3уи, истекающей в трубу, уменьшается за счет возрастания Рц, С уменьшением степени нерасчетности струи увеличивается угол раскрытия пограничного слоя струи. Увеличение угла раскрыти пограничного слоя приводит к увеличению срезаемой диафрагмой 4 массы газа. Струя отрывается от стенки соп ла 1 из-за повышенного давления в за сопловой области W, а так как давление в полости трубы.3 продолжает рас- 55

ти, сечение отрыва струи от стенки сопла 1 перемещается вверх по потоку ближе к критическому сечению сопла.

свободного конца трубы закреплена диафрагма с центральным отверстием, диаметр которого больше диаметра криИ хотя угол раскрытия струи увеличивается, уменьшается абсолютный размер струи, ее диаметр в сечении диафрагмы k, т.е. диаметр струи с пограничным слоем становится равным диаметру отверстия в диафрагме. Происходит раскупорка трубы 3 с образованием удерной волны в окружающем пространстве. Описанная выше особенность пограничного слоя струи, выполняющей роль положительной обратной связи, начинает играть роль отрицательной. С раскупоркой полости трубы 3 начинается истечение газа,и давление в ней падает, что приводит к уменьшению угла раскрытия пограничного слоя струи, перемещению сечения отрыва струи к срезу сопла Лаваля 1, увеличению абсолютного диаметра струи в сечении диафрагмы и запиранию пограничным слоем струи отверстия в диафрагме 4. Начинается наполнение полости трубы 3 газом. Устройство для возбуждения звуковых колебаний работает в автоколебательном режиме. Изменение полного давления газа перед соплом приводит к увеличению амплитуды колебаний давления на диафрагме, т.е. давлению раскупорки трубы и уровню звукового давления в окружающем пространстве. В то же время частота колебаний изменяется не так существенно. С помощью привода, вызывающего перемещение диафрагмы относительно среза сопла Лаваля 1 ,производится управление частотными параметрами звуковых колебаний. Благодаря особенностям выполнения предлагаемое устройство обеспечивает устойчивое возбуждение колебаний в окружающем пространстве, а также значительное повышение уровня звукового давления, так как существенно возрастает давление раскупорки трубы. Формула изобретения Устройство для возбуждения звуковых колебаний, содержащее соосно и герметично соединенные между собой трубу и сопло Лаваля, связанное с источником сжатого газа, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона изменения параметров звуковых колебаний, на торце