Способ пневматического возбуждения акустических колебаний и устройство для его осуществления

 

Изобретение позволяет повысить эффективность пневматического возбуждения акустических колебаний в широкой полосе частот аз счет уменьшения расохда сжатого воздуха. Воздушный поток подают на вход резонансной камеры 2 и модулируют его на входе или выходе камеры 2 путем полного перекрывания и открывания этого потока. Воздушный поток на выходе камеры 2 при перекрытом потоке на ее входе открывают дважды за цикл работы а промежутке времени от момента очередного открытия потока на выходе до момента первой его остановки. Поток на входе открывают при перекрытом потоке на выходе в фазе сжатия воздуха в камере 2 перед каждыми двумя последовательными открываниями потока на выходе. Камера 2 с жесткими стенками соединена впукным отверстием 3 с источником 1 сжатого воздуха и выпускным отверстием 4 - с внешней средой. Заслонки 5 и 6 установлены с возможножностью их периодического перекрытия и открытия отверстий 3 и 4. Приводы кинематически связаны с заслонками 6 и 5. 2 с.п. ф-лы. 3 ил. Ё VJ О VI OJ о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 15 В 21/12, В 06 В 1/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О (АЭ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4790073/29 (22) 12,02,90 (46) 23,01,92. Бюл, М 3 (71) Акустический институт им.акад. Н.Н.Андреева (72) И.А,Урусовский (53) 621.868 (088.8) (56) Веллер В.А., Степанов Б.И. Ультразвуковые сирены с приводом от электродвигателя. — Акустический журнал, 1963, т.9. 1Ф

3, с.291 — 295.

LachaIse Y.Ñ. Pneumatic vibrating dlvlce.

U.S. Patent N 2675777, Apr. 20, 1954. U,S.el.

116 — 137.

Авторское свидетельство СССР

М 933125, кл. В 06 В 1/18, 07,06.82.

Авторское свидетельство СССР

N. 954113, кл, В 06 8 1/18, 30,08.82.

Авторское свидетельство СССР

М 977050, кл. В 06 В 1/18, 30.11.82.

Римский-Корсаков A.В., Ямщиков В.С., Жулин В.И., Рехтман В,И. Акустические подводные низкочастотные иэлучатели.—

Л.: Судостроение, 1984, гл.3, Наумавичус P.Ã., Страздис В,Ю„Рагульскис К.М. Способ управления манипулятором. Сб. Вибротехника-19, Каунас, 1987, с.6 — 8.

Авторское свидетельство СССР

М 1165493, кл, В 06 В 1/20, 23.08.85, Исакович М.А. Общая акустика. — М.:

Наука, 1973,(90.

Римский-Корсаков А,В., Рехтман В.И.

Расчет и анализ КПД гидропневматического. Ю «, 1707310 А1 излучателя. В сб.: Некоторые вопросы технической акустики. — М.: Недра, 1967, с,6064, Рытов С.М. Введение в статистическую радиофизику. — М,: Наука, 1966. 35, ф10. (54) СПОСОБ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО 803БУЖДЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность пневматического возбуждения акустических колебаний в широкой полосе частот аэ счет уменьшения расохда сжатого воздуха. Воздушный поток подают на вход резонансной камеры 2 и модулируют его на входе или выходе камеры 2 путем полного перекрывания и открывания этого потока. Воздушный поток на выходе камеры

2 при перекрытом потоке на ее входе открывают дважды за цикл работы в промежутке времени от момента очередного открытия потока на выходе до мом нта первой его остановки, Поток на входе открывают при перекрытом потоке на выходе в фазе сжатия воздуха в камере 2 перед каждыми двумя последовательными открываниями потока на выходе. Камера 2 с жесткими стенками соединена впукным отверстием 3 с источником 1 сжатого воздуха и выпускным отверстием 4 — с внешней средой. Заслонки 5 и 6 установлены с возможножностью их периодического перекрытия и открытия отверстий

3 и 4. Приводы кинематически связаны с заслонками 6 и 5. 2 с.п. ф-лы. 3 ил.

1707310

Иэобре гение относится к акустике и может найти применение для излучения звука у газообразные среды и интенсификации в них разнообразных технологических процессов посредством использования акусти- 5 ческих колебаний в инфразауковом и звуковом диапазоне частот.

Известны способы пнев.: атического возбу>кдения акустических >олебаний путем подачи на вход резонансной камеры 10 пневматического излучателя воздушного потока, модулированного на входе и (или) на выходе этой камеры.

Известны также осуществляющие эти способы пневматические излучатели, со- 15 держащие источниK =жэтого воздуха, например баллон со сжатым воздухом или воздуховод с компрессором, нагнетающим

s него воздух, резонатор в виде заполненной воздухом камеры с жесткими или подат- 20 ливыми стенками. имеющими впускное отверстие, соединяющее камеру с источником сжатого воздуха и служащее для впуска его в камеру, а также выпускное отверстие, соединяющее камеру с внешней средой и 25 служащее для выпуска отработанного воздуха наружу и излучения звука, заслонки, служащие д я открывания и закрывания одного из указанных отверстий в случае камеры с жесткими стенками или обоих от- 30 верстий в случае камеры, в стенки которой встроена упругая оболочка; в последнем случае эта оболочка служит основным излучающим элементом.

Эти способы возбуждения акустических 35 колебаний и излучатели эффективны при рабоге на резонансной частоте, но гораздо менее эффективны на частотах, существенно отличающихся от резонансной при том же расходе сжатого воздуха, особенно на 40 частотах ниже резонансной. Причина этого состоит в том, что количество воздуха, вышедшего из резонансной камеры при свободных колебаниях под действием предварительно созданного в ней повы- 45 шенного давления, почти целиком возвращается обратно в камеру под действием образующегося затем разрежения в ней, а на существенно низших частотах заметного разрежения в камере не достигается и при 50 каждом колебании почти вся порция воэдула. вышедшая наружу, так и не возвращается внутрь камеры. и значит, требуется повышенный расход воздуха, который должен компенсироваться источником; на су- 55 щественно более высоких частотах упругой энергии воздуха в камере оказывается недостаточно для преодоления инерции присоединенной массы воздуха в отверстии при тех же амплитудах колебаний.

Наиболее близким по технической сущности. к предлагаемому является способ, включающий подачу на вход резонансной камеры воздушного потока и его модуляцию на входе или выходе камеры путем полного перекрывания и открывания этого потока при поочередном открывании потока на входе и выходе камеры.

Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит источник с>катого воздуха, резонансную камеру с жесткими стенками. в которой выполнены впускное и выпускное отверстия, соединяющие резонансную камеру соответственно с источником сжатого воздуха и внешней средой, заслонки, установленные на указанных отверстиях с возможностью их открывания и закрывания, исполнительный механизм.

Указанный исполнительный механизм кинематически связан с обеими заслонками и выполнен с возможностью поочередного открывания впускного и выпускного отверстий так, чтобы в каждый момент времени было открыто только одно из указанны:: отверстий.

Недостатками известного способа и устройства являются сравнительно малая эффективность на частотах, существенно отличающихся от резонансной, и невозможность эффек ивного широкополосного излучения, Этот недостаток обусловлен непроизводительным расходом сжатого воздуха из-за невозможности сохранять упругие энергии сжатия и разрежения воздуха (газа) в резонансной камере устройства на время большее или сравнимое с периодом резонансных колебаний, Цель изобретения — повышение эффективности излучения в широкой полосе частот за счет уменьшения непроизводительного расхода сжатого воздуха, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу пневматического возбуждения акустических колебаний, включающему подачу на вход резонансной камеры воздушного потока и его модуляцию на входе или выходе камеры путем полного перекрывания и открывания этого потока, воздушный поток на выходе резонансной камеры при перекрытом потоке на ее входе открывают дважды за ц,.кл работы на про.>ежутки времени от мсмента очередного открытия потока на выходе до момента первой его остановки. поток на входе камеры открывают при перекрытом потоке на выходе в фээе сжатия воздуха в камере перед каждыми двумя последовательными открываниями потока на выходе, При таком способе излучения последовательные открывания потока на выходе ка1707310 меры разделяют задержками во времени, выбираемыми с таким расчетом, чтобы спектр объемной скорости излучателя, определяющий спектр излучаемого звука, был бы в своей низкочастотной части возможно ближе к требуемому. При одинаковых или периодически повторяющихся задержках спектр будет линейчатым, а при распределении задержек по случайному закону— сплошным. При этом за счет отложенного на время использования потенциальной энергии разрежения (сжатия) воздуха, запертого на время задержки в резонансной камере, достигается экономия расхода сжатого воздуха в нерезонансном режиме излучения.

Устройство для осуществления предлагаемого способа пневматического возбуждения акустических колебаний, содержащее источник сжатого воздуха, резонансную камеру с жесткими стенками, в которой выполнены впускное и выпускное отверстия, соединяющие резонансную камеру соответственно с источником сжатого воздуха и внешней средой, заслонки, установленные на указанных отверстиях с ВО3можностью их открывания и закрывания, исполнительный механизм, снабжено вторым исполнительным механизмом, кинематически связанным с одной иэ заслонок, при этом первый исполнительный механизм связан кинематически с другой заслонкой.

На фиг.1 — 3 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа с различными положениями заслонок, продольный разрез.

Устройство содержит источник 1 сжатого воздуха, резонансную камеру 2 с жесткими стенками, в которых выполнены впускное 3 и выпускное 4 отверстия, соедиющие камеру соответственно с источником

1 сжатого воздуха и с внешней средой, заслонки 5 и 6, установленные соответственно на указанных отверстиях 3 и 4 с возможностью открывания и закрывания этих отверстий, например, при скольжении заслонок в направляющих, первый исполнительный механизм 7, второй исполнительный механизм 8, кинематически связанный с одной из заслонок — заслонкой 5, при этом первый исполнительный механизм 7 кинематически связан с другой заслонкой 6. Для повышения быстродействия указанные заслонки могут быть снабжены пружинами 9-12, сжатыми в положении, когда упирающаяся в соответственную пружину заслонка находится в одном из крайних положений, Пружины 9 — 12 компенсируют силы инерции указанных заслонок. возникающие при быстрой перемене их положений и избавляют исполнительные механизмы 7 и 8 от необхо40 открываниями потока на выходе

5

35 димости развивать собственную реактив ную мощность работая против сил инерции и переводя кинематическую энергию заслонок 5 и 6 во время торможения их движения в потенциальную энергию той из пружин

9-12, которая в данный момент тормозит движение.

Эта потенциальная энергия затем используется для разгона соответственной заслонки при обратном ее движении при последующей перемене ее положения. Для удержания заслонок 5 и 6 с пружинами 9-12 в крайних положениях можно использовать управляемые исполнительными механизмами 8 и 7 соответственно электромагниты 13, 14 и 15, 16, притягивающие примыкающие к ним якорьки 17, 18 и 19, 20, жестко скрепленные с заслонками 5 и 6. При этом работа сил притяжения компенсирует потери энергии, обусловленные сравнительно малыми силами трения, испытываемыми указанными заслонками.

Перемещение заслонки 5 и 6 через заданные промежутки времени, например, по заданной программе может осуществляться также по известным способам управления манипулятором.

Способ возбуждения колебаний осуществляется с помощью устройства следующим образом.

Воздушный поток на выходе резонансной камеры 2 при перекрытом потоке на ее входе открывают дважды эа цикл работы на промежутки времени от момента очередного открытия потока на выходе до момента первой его остановки, поток на входе камеры 2 открывают при перекрытом потоке на выходе s фазе сжатия воздуха в камере 2 перед каждыми двумя пос1едовательныMè

При этом в положении, когда выпускное отверстие 4 закрыто заслонкой 6, удерживаемой в этом крайнем положении электромагнитом 10, притягивающим якорек 19, скрепленный с заслонкой 6, через открытое впускное отверстие 3 (позиция, представленная на фиг.1) подается порция сжатого воздуха от его источника 1. В это время заслонка 5 через посредство скрепленного с ней якорька 18 удерживается электромагнитом 14 в притянутом к нему положении.

Затем по сигналу, вырабатываемому исполнительным механизмом 8 в момент, предусмотренный программой управления, ток в катушках электромагнита 14 уменьшается, в результате чего его притягивающая сила также уменьшается и заслонка 5 под действием сжатой пружины 10 устремляется к другому своему крайнему положению, укаэанному на фиг.2, своей инерцией сжимает

1707310

25

40

55 пружину 9 и захватывается через посредство якорька 17 электромагнитом 13, в катушках которого исполнительным механизмом

8 к моменту захвата устанавливается достаточный для этого ток. В результате этого отверстие 3 оказывается закрытым, После .этого по сигналу, вырабатываемому исполнительным механизмом 7, ток в катушках электромагнита 15 уменьшается, в результате чего его притягивающая сила также уменьшается и заслонка 6 под действием сжатой пружины 11 устремляется к другому своему крайнему положению, указанному на фиг.2, своей инерцией сжимает пружину

12 и захватывается через посредство якорька 20 электромагнитом 16, в катушках которого исполнительным механизмом 7 к моменту захвата устанавливается достаточный для этого ток. В результате этого выпускное отверстие 4 оказывается открытым и через него сжатый воздух из камеры 2 устремляется наружу. В момент, когда объемная скорость излучателя обратится в нуль, а зто и произойдет примерно через полпериода основного собственного колебания резонатора, отверстие 4 закрывается и держится закрытым требуемое время (позиция, представленная на фиг,3). Закрывание происходит по сигналу, вырабатываемому йсполнительным механизмом 7, по которому ток в катушках электромагнита 16 уменьшается, в результате чего его притягивающая сила также уменьшается и заслонка

6 под действием сжатой пружины 12 устремляется к своему исходному крайнему положению, указанному на фиг.1в, своей инерцией сжимает пружину 11 и через посредство якорька 19 зарывается электромагнитом 15, в катушках которого к моменту захвата устанавливается достаточный для этого ток. В результате этого отверстие 4 оказывается закрытым, воздух в резонансной камере 2 — разреженным, а его потенциальная энергия будет автоматически использована. при следующем открывании отверстия 4 для засасывания в камеру 2 наружного воздуха. Это второе открывание отверстия 4(позиция фиг.2) происходит описанным выше способом по сигналу, вырабатываемому исполнительным механизмом 7 и также длится примерно половину указанного периода. При этом наружный воздух устремляется внутрь камеры 2 и туда по инерции набирается избыточное количество воздуха. а значит, давление в камере 2 повышается. В момент, когда объемная скорость излучателя снова обратится в нуль, выпускное отверстие 4 снова закрывается указанным выше способом, после чего открывается впускное отверстие 3 и в камеру

2 подается новая порция сжатого всздуха от источника 1. Это открывание происходит по сигналу, вырабатываемому испопнитепьнь;м механизмом 8 посредством ул,ен,шения тока в катушках электромагнита 13. благодаря чему его притягивающая сила также уменьшается и заслонка 5 под действием сжатой пружины 9 устремляется к своему исходному крайнему положению, своей инерцией сжимает пружину 10 и захвать вается через посредство якорька I8 электромагнитом 14, в катушках которого исполнительным механизмол 8 к моменту захвата устанавливается достаточный дпя этого ток, Так как к моменту открывания отверстия 3 давление в камере 2 оказывается повышенным, то при том же расходе сжатого воздуха совершается большая работа на сжатие воздуха в камере 2, чем при подаче первой порции, и потенциальная энергия сжатого в камере 2 воздуха будет больше.

Поэтому при всех последующих после первого циклах работы расход воздуха оказывается несколько более экономным, чем при первом открывании выпускного отверстия

4. Затем процедура повторяется требуемое число раз. При этом переменная составляющая потока на выпускном отверстии 4 резонансной камеры 2 возбуждает акустические колебания во внешней среде, Акустически рассматриваемый излучатель представляет собой монополь с пульсирующей объемной скоростью V(t) c чередующимися положительньlìè и отрицательными импульсами длительность о примерно в полпериода основного собственного колебания резонатора. Звуковое давление P»(t) на расстоянии r от излучатепя и акустическая мощность Wgy(t) также состоят из соответственных импульсов и описываются формулами

p,s(t) = — Р— /(t — — г).

2 юг с

Ja«(t) = — — — V(t ) V(t), 4 тс где t — время, р — плотность среды, с — скорость звука в ней.

Уравнение движения присоединенной массы М воздуха е выпускном отверстии 4 резонатора при М, не за исящей от амплитуды колебаний, име.т еид

M V(t) + — рЧ(с ) V(t) I S + Ыб(! ) =

2

= S (P» (t ) — P ) + — — S V (t ), (1) где V(t) — скорость колебаний этой массы, S — площадь отверстия, b — коэффициент

1707310

10 з 2Яу-"iz м, = о с» гъ

10,к» 2S 2а аЮ -401

i 2/A, а а

P„(t) = Р(1+ )

Uo (с высокой точностью в первой части последнего уравнения можно заменить д на д,)

Для периодического процесса с перио15 дом Т, когда выпускное отверстие 4 открывается на указанные выше интервалы в

Т моменты времени пТ и — + nT, п — целое, 2 средняя акустическая мощность излучателя

20 равна

Wo„= а- (М (>1) Q (»(» 1 е с» ар>, ° (>> где

35 м = 2 к/Т,,и = д/И.При 4г ((1, д г ((1 это выражение сводится к виду (мw(о ) "» (1 — г ла)

Для расчета спектра можно также пренебречь нелинейностью колебаний, и тогда (м,т(<1, е «1).

w(cl-g(a„cos> c»t ° b„s лrlc»t) ак>

Для круглого отверстия в жестком плоском экране М = р S r, где r — радиус отвер- 45 стия, имеем t =Г/(4c ), что равно времени прохождения звуком расстояния, равного четверти этого радиуса, где

lltp = л гс /Up, (cl c = — — << f ..г - г л (Г-:»

4 О о

Примем, что отверстие открывается в момент t = О, Тогда U(o) = W(0) = О. В линейном приближении при открытом выпускном отверстии решение уравнения (2) с начальным условием W(0) = 0 имеет вид

° a. 8 щ() = W(p) ь па ехр(-84), (3) где линейного трения, P — наружное давление, P,(t) — давление внутри резонансной камеры; при истечении воздуха из резонатора скорость принимается положительной, при стоке — отрицательной, Второй член в левой части уравнения соответствует скоростному напору, последний член в правой части представляет силу радиационного трения с обратным знаком. Давление Рк(1) изменяется адиабатически по закону где y = p/c — показатель адиабаты (для воздуха Y = 1,4), U — объем резонансной камеры, U = Sx(t) — объемное смещение воздуха в отверстии, х — линейное его смещение. Реально U «Uo и поэтому с точностью до членов третьего порядка малости относительно U/Uo примем

В этом случае с учетом соотношения у P =р сг уравнение (1) для безразмерного объемного смещения W =р U/М сводится к виду

W (t ) + 2 до W (t ) — т W (t ) + и4 W (t ) = — o4W (t) — — W(t) I W() (, (2) М MUp М Up S2 у+1 M

4лс М Up p

? Р-.Т,-Х,2Я. » (»-X,),Z, > г,.» .>(g, О,d»-ée,, к,, Kz — комплексно-сопряженные корни характеристического уравнения соответствующего линейной части уравнения (2), откуда

Т ° /Q

Wîê 4 T jv(tlat(tldt — (— ) (i+e ) I (w(t)) dt

""О а откуда после интегрирования получим а Л

o„--Jw(tlcosnc»td--w(o) f<-(->("е " 1-- 5;»Qtcmnvge td4 о

>к (») "" >

4

2 >

b„т1w(t)s ""cotdt к(О1 — 5+>1"е (> 1. (5, Qts nc»(e д а Е .—, Ь>а 5пС» Е

После интегрирования получим, что квадрат спектральной амплитуды функций Р/(т) на п-й гармонике равен

1707310

W =- Ек/Т = Ек.

2 2г

Отсюда из формул (4) и (5) найдем

Ш в „В „(Е<а .<)W(ale(-1 Ш) .

Li г " <,< гй- — "(wlol(l — — (<-">г,.), . Акустическая мощность излучателя на и-й гармонике, равная

W> = — " — (— W в), 82гс р на основной гармонике сводится к виду

Доля полной пневматической мощности излучателя, приходящаяся на излучение

15 звука на основной гармонике, равна

° Я

12г, <г) <г, г г

P/ = \/%/(Wa«+ W ) = 2 14 " + (W/Wa

«(3/16) (вь)/c) Up он слабо зависит от амплитуды колебаний, при! W(0) 1 =(3/ 16) х х (c0o)/с) Up он вдвое меньше линейного коз эффициента полезного действия д1, а при

I W (О ) I > > (а /c ) Up — стремится з к нулю обратно пропорционально амплитуде колебаний.

Кинетическая энергия струи Ек в сумме с работой на линейное трение за один цикл колебаний равна разности между потенциальными энергиями воздушного объема резонатора в моменты остановки потока

35 Т воздуха t = 0 и t = — + 0 „когда U(t) дости2 гает минимума. Потенциальная энергия при объемном смещении U(t) равна и

E„lu -jpi-Palduo7 u- —, ((-) -<), При малых (U/U ) указанная разность потенциальных энергий будет

Доля акустической мощности, приходящаяся на основную гармонику, равна

° Я щ 4<ваCe op <+Chap СО% <2 ВСвв ° <<г

1 в <в,в р ввв< а-ш, * 1 (вви

<2" Eг1 (a.a. Я

В частности, при аР = N +д

< \ chap<-cosa(lisp -

<° <в <+ <вгг с<в в << <<< 5<в ° <<в 4 прив=в<,/2 r1=(); при в=в/3

Отсюда видно, что вблизи в =. 9/Д +Д7

2 1 близко к единице, при в=в,/2

gt =0,180, при в = во/3 rð =0.0570, а при дальнейшем уменьшении частоты p/t c n адает примерно как вз, Мощность струи воздуха, вытекающей иэ излучателя в окружающую среду, равна

oE„-whole o (wlolo " г"-weel). (-(r 1- "- " ) пО, W =pciP/(2S ), a(a. -l. æ(a-wlolli-a

Т<, < -2 ° . eI

Фа

«% .*(ь "1) ." (<<Ч >I«< .,„ у (5)

9 «в < 9 < 2И ,w< lel < <" < е pl e> p(2>pl

<в 9<<< <веee г

ЧГ<1 — — е"< (.2" pl 4 причем безвозвратно вытекший за один цикл работы излучателя объем воздуха раСредняя за период мощность струи W равна откуда, учитывая (3), для кинетической энер- 50 Иэ укаэанного выше баланса энергий Л E« = гии Е» этой струи получим = Е» найдем

1707310

R(7)=

Г1РИ СС > Л, )-C

< ч аен Л=(/с. /1)(1л(„- +О ) — л(0 )).

Г

lip @ < <1,дг< I II («)„7) <1 что

2 означает малость собствеII. но и радиационного трения, Лсводится к виду, 4

Л = — W (0 ) — л/с (2 1- 1. 1((0 ) х з

i(4+ — — ))W(0) "3 /7

ОтСЮДа ВИДНО, чтО ПОИ ОПтИМаЛЬНОМ 11анипулировании впускным и выпускным отверстиями расход воздуха оказывается более экономным — при достаточно малом трении квадратичным по амплитуде кслеба ний, в отличие от линейной зависимости в остальных случаях.

8виду относительнои малости расхода воздуха съ, кинетической энергией струи на впускном отверстии можно пренебречь как величиной более высокого порядка малости.

Рассчитаны (в линейном приближении)

КПД пневматических известных излучателей с резонансной камерой. имеющей впускное и выпускное отверстия и оболочку. встроенную в стенки камеры Этот КПД имеет на резонансе максимум, равный 0,555 и быстро убывает по мере отклонения частоты от резонансной. Так. на ч=стоте вдвое меньшей резонансной КПД спадает IIe менее чем на 16 д6 по отношению к указанному максимуму. Для излучателя, работающего по предлагаемому способу, как было показано выше, соответс веннь|й КПД на этой частоте равен 0,100, а вблизи резонансной частоты близок к единице. Следовательно, выигрыш в КПД по сравнению с прот типом составляет от 1/0,555 =- 1.8 до 10 0,180/0,555

= 13 раз в диапазоне одной октавь от резонансной частоты до вдвое меньшей. Но столько же раэ уменьшается непроизводительный расход сжатого воздуха.

Изменение во времени интервалов между последовательными открываниями выпускного отверстия, например. случайным образом, ведет к расшлренлю спектра излучения, что и может быть использовано в случаях, когда требуетсч 11зменени . или расширение спектра излучения. Для случайного стационарного процесса со статистически независимыми интервалами плотность веpоятHîcòåи лIITåрBалîв

0(гу) равна 0(71,) = п1 exp (-n 7I I где п1 густота открываний выход1 ого о1верстия (их число в единицу времени) Для такого процесса функция автокорреля1,.1и -.вукового давления 1/r(7 ), четная по c, i1о11 ег быть расс 1.11анл г1о лзвес «.к1 ....;;, Ilа расстояHIIè г ог и;л, 1ателя 11 г10;, - °; pI1 сс - Оона равна

1/ (7 ) = (сс У! (0 ), f -ll ) )- irr, cl 1 R (1 ). f 2 -; ), где R(7) -- симметричный по 7 коэффлцлечт автокорреляции, в наиболее ва кном слу ае

МаЛЫХ П1;«1 С тОЧНОСтЬЮ ДО СЛаГаЕ.1Ых ПОРЯДКа П1(le (СС л - П ) РаВНЬ и а, 1 (1 — — ) KE(. . — — .1 ЛгС П рЛ с(Л, л л

2 где гс — (r г. При малых гс R = 1 — — с— т

1 ст + .... Коэффициентавтокорреliяции

2л

Р(г) обращается в нуль при Q, достигает минимума, равного R = — 0,443 при сс =- 2,065. спектральная плотность g+ (ill ) функции автокорреляции в ее разложении по положительным частотам

1r(r (Z ) = f g+ (<О ) COS «1 7 d Or о где g+ (сс1 ) = — 1 lr, (г) соз «r-, I1 г, 2

ПОСЛЕ ИНтЕГРИРОВап: Я - НИ1, эт -. „" г сс,1J (0 1ir q ° п;

gy («r ) = (- - —,--—

sin(— (1 — ) ) (Р J «10

1 — —— (i a причем выражение в фигурных скобкак при сс1 = (reap равно л 4. При этом иэлу 1ен „e оказывается широкополосным or гамы. низких частот («г1 « «1", ). на которых спектральная плотность;,рогорцлснальна (17, до частоты (Ir = 2 г«1: при бол ..е высоких частотах спектральная п 10(÷oñòü осцлллируя. убывает с увеличением частоты кэк («arri (lr ) .

Предлагаемые способ пневмати«..с-.ого возбуждения акустических колеба>1ил и устройство для его осуществ ения позволяют уменьшить неп роиз води тель HI, I pc .o,1

16

15 сжатого воздуха в широкой полосе излучения ниже резонансной частоты, в том числе от 1,8 до 13 раз в диапазоне одной октавы от резонансной частоты до вдвое меньшей.

Формула изобретения

1. Способ пневматического возбуждения акустических колебаний, включающий подачу на вход резонансной камеры воздушного потока и его модуляцию на входе или выходе камеры путем полного перекрывания и открывания этого потока, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности излучения в широкой полосе частот за счет уменьшения расхода сжатого воздуха, воздушный поток на выходе резонансной камеры при перекрытом потоке на ее входе открывают дважды эа цикл работы в промежутке времени от момента

9 очередного открытия потока на выходе до момента первой его остановки, поток на входе камеры открывают при перекрытом потоке на выходе в фазе сжатия воздуха в

5 камере перед каждыми двумя последовательными открываниями потока на выходе.

2, Устройство для пневматического возбуждения акустических колебаний, содержащее резонансную камеру с жесткими

10 стенками, соединенную впускным отверстием с источником сжатого воздуха и выпускным отверстием с внешней средой, заслонки, установленные с возможностью их периодического перекрытия и открытия

15 отверстий, и привод, кинематически связанный с одной из заслонок, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено дополнительным приводом, кинематически связанным с другой заслонкой.

1707310

12 1б

15 Ю 1б

Составитель И.Урусовский

Редактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагаоина 1А1

Заказ 253 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4/5