Способ гашения звуковых волн в различных средах

 

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

{21) 5000508/29 (22) 08.0?.91 (46) 30.11.93 Бюл. Na 43 — 44 (76) Альпин Александр Яковлевич (54) СПОСОБ ГАШЕНИЯ ЗВУКОВЫХ ВОЛН В

РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ (57) Сущность изобретения: гашение звуковых волн в различных средах осуществляют за счет трения колеблющейся среды о стенки узких каналов, обра— зованных между кольцами или пластинами в одном или нескольких пакетах. при наличии или отсутствии стационарного потока среды. При этом увеличивают градиент звуковой (колебательной) скорости непосредственно у стенок каналов путем того, что ипи обеспечивают плавное по высоте искривление звуковых волн, или для волн, движущихся в противоположных направлениях с разностью фаз. близкой к

2П, создают s пакете соседние каналы с различными коэффициентами прохождения, или увеличивают вязкость среды между пластинами и располагают за пакетами среду с акустическим сопротивлением меньшим, чем у Среды перед пакетами. а также разделяют указанные среды эластичными звуко— прозрачными оболочками, или длину каналов в каждом пакете выполняют равной или меньшей длины ядра стационарного потока на входном участке канала. 3 зл.ф-лы, 14 ип.

2003915

Изобретение относится к машиностроени о и может быть использовано для гашения звуковых волн в различных средах, Известен способ гашения звуковых волн, в котором при турбулентном движении потока в канале используется искривление фронта звуковой волны в пограничном слое этого потока и получен положительный эффект при направлении скорости потока против направления движения звуковой волны, Недостатками этого способа являются;

- очень большие скорости потока для получения существенного положительного эффекта в гашении звуковых волн, Это приводит к большим гидравлическим потерям потока;

- даже при больших скоростях потока для полученйя эффекта в гашении необходимо выполнять хотя бы у одной из поверхностей канала специальное звукопоглоща ощее покрьггие, "отсасывающее" акустическую энергию;

- из-за того, что переменные скорости потока по высоте канала прл турбулентном движении Возника1от только 8 пограничном слое, искривление фронта звуковой волны также возникает только 8 этом слое, а не во всем сечении канала. Поэтому эффект искривления фронта и. соответственно, отклонения звуковых лучей от осевого направления используется голько в незначительной части сечения канала;

- такой способ может быть использован только при движении потока, Известен способ гашения звуковых волн, который осуществляют зз счет трения колеблющейся среды о стенки узких каналов, образованных между кольцами или пластинами в одном или нескольких пакетах при наличии или отСутствии стационарного потока среды.

Недостатком этого способа является то, что 8 нем для увеличения эффективности гашения звуковых волн требуется уменьшение высоты каналов, что повышает гидравлическое сопротивление стационарному потоку, удорожает и утяжеляет конструкции устройств, а также способствует засорению каналов, Целью изобретения является повышение его эффективности даже при увеличении высоты канзлОВ.

Цель достигается тем, что увеличивают градиент звуковой (колебательной) скорости непосредственно у стенок каналов (обобща ощий признак) путем того, что или обеспечивают плавное по высоте каналов искривление фронта зВуковых волн (первый общий альтернативный признак), или для

ЗО

- 0,05

40 — для образования высоких градиентов звуковой скорости по высоте каналов непосредственно у их стенок как при совпадении направлений стационарного потока и звукоВой Волны, так и при их несовпадении кана"5 лы у. соседних пакетов смещают друг относительно друга;

- для искривления фронта звуковой волны плавно изменяют cK0p0cTb 38укз Ilo Высоте каналов. для чего изменяют плотность и жесткость или только жесткость среды по высоте каналов, а по их длине плавно изменяют жесткость и плотность так, что на входе и Выходе из каналов обеспечивают их равенство соответствующим . параметрам

55 окружающей среды;

- для создания переменной по высоте каналов жесткости последние заполняют эластичной сплошной или пористой средой, имеющей акустическое сопро:-ивление при5

25 волн, движущихся в противоположных направлениях с разностью фаз, близкой к

2 л; создают в пакете соседние каналы с различными коэффициентами прохождения (второй общий альтернативный признак), или увеличивают вязкость среды между пластинами и располагают за пакетами среду с акустическим сопротивлением меньшим, чем у среды перед пакетами, а также разделяют указанные среды эластичными звукопрозрачными оболочками (третья группа альтернативных признаков), или длину каналов в каждом пакете выполняют равной или меньшей длины ядра стацлонарного потока во входном участке канала (четвертый

Общий альтернативный признак).

В свою очередь, указанные альтернативные признаки заявляемого способа, обобщенные тем, что все они увеличивают градиент звуковой скорости или по всей высоте каналов, или непосредственно у стенок, или в центральной части каналов могут быть достигнуты слецующими путями (частные признакл);

- с целью снижения гидравлическогосопротивления стационарному потоку искривление фронта звуковой волны создают с помощью эффекта рефракции, для чего плавно по всей высоте каналов изменяют осевуlo составля ющую стационарной скорости г1отока путем того, что 8ûáèðàIîò среднюю стационарную скорость U p из условия образования в каналах ламинарного потока и принимают Высоту каналов и. их длину т, при скорости звука с из условия

2003915 мерно такое же. как у среды перед пакетами, и переменную жесткость по высоте каналов;

- для создания переменной плотности по высоте каналов последние заполняют эластичной сплошной или пористОй средой. имеющей акустическое сопротивление примерно такое же. как у среды перед пакетами; и переменную плотность по высоте каналов;

- для создания в соседних каналах различных коэффициентов прохождения для волн, движущихся в противоположных направлениях со смещением по фазе, близким к 2 л, выполняют каналы в пакете в виде конфузоров и диффузоров, чередующихся между собой, или устанавливают дополнительные пластины поочередно во входных и выходных частях соседних каналов.

Сравнение заявляемого решения с прототипом показывает. что заявляемый способ гашения звуковых волн отличается от известного следующими общими существенными признаками: — условиями, при которых (обобщающий признак) увеличивают градиент звуковой (колебательной) скорости непосредственно у стенок каналов путем того, что (общие .альтернативные признаки);

- или обеспечиват плавное по высоте кагналов искривление фронта звуковых волн;

- или для волн. движущихся в противоположных направлениях с разностью фаз, близкой к 2 л, создают в пакете соседние каналы с различными коэффициентами прохождения:

- или увеличивают вязкость среды между пластинами и располагают за пакетами среду с акустическим сопротивлением меньшим, чем у среды перед пакетами, а также разделяют указанные среды эластичными звукопрозрачными оболочками;

- или длину каналов в каждом пакете выполняют равной или меньшей длины ядра стационарного потока so входном участке канала.

Заявляемый способ также отличается от известного частными существенными признаками:

- условиями, что с целью снижения гидравлического сопротивления стациона рному потоку. искривление фронта звуковой волны создают с помощью эффекта рефракции, для чего плавно по всей высоте каналов изменяют осевую составляющую стационарной скорости потока путем того, что выбирают среднюю стационарную скорость —" >0,05: сh

- условием, то для образования высо10 ких градиентов звуковой скорости по высо25

45

U p из условия образования в каналах ламинарного потока и принимают высоту канапоа h, их длину r, при скорости звука с из условия те каналов непосредственно у их стенок как при совпадении направлений стационарного потока и звуковой волны. так и при их несовпадении, каналы у соседних пакетов смещают друг относительно друга;

- условиями, что для искривления фронта звуковой волны плавно изменяют скорость звука по высоте каналов, для чего изменяют плотность и жесткость или только жесткость среды по высоте каналов, а по их длине плавно изменяют жесткость и плотность так, что на входе и Bb õoäå из каналов обеспечивают их равенство соответствующим параметрам окружающей среды;

- условиями, что для создания переменной по высоте каналов жесткости последние заполняют эластичной сплошной или пористой средой. имеющей акустическое сопротивление примерно такое же, как у среды перед пакетами, и переменную жесткость по высоте каналов;

- условиями. что для создания в соседних каналах различных коэффициентов прохождения для волн, движущихся в противоположных направлениях со смещением по фазе, близким к 2 л; выполняет каналы в пакете в виде конфузоров идиффузоров, чередующихся между собой, или устанавливают дополнительные пластины поочередно во входных и выходных частях соседних каналов.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "новизна", Известны технические решения, в которых способ гашения звуковых волн в различных средах осуществляют за счет трения колеблющейся среды о стенки узких каналов, образованных между кольцами или пластинами в одном или нескольких пакетах, при наличии или отсутствии стационарного потока среды.

Однако в этих технических решениях не даны указанные выше условия, необходимые для увеличения эффективности гашения звуковых волн при сохранении или увеличении высоты каналов.

Это позволяет сделать вывод о соответствии данного решения критерию "существенные отличия", 2003915

На фиг. 1 изображены различные кривые изменения звуковой (колебательной) скорости и ее градиенты по высоте каналов; на фиг, 2 изображен фронт звуковых волн, плавно искривленный по высоте канала; на фиг. 3 изображена схема искривления фронта звуковых волн в каналах, возникающего вследствие эффекта рефракции; на фиг. 4 изображена схема искривления фронта звуKoBhlx волн в каналах, возникающего вследствие изменения скорости звука по их высоте; на фиг. 5 изображена схема каналов со смещением их осей у соседних пакетов и распределение звуковой скорости по высоте каналов; на фиг. 6 а, б показана картина интерференции прямой и отраженной от расположенной за пакетами стенки волн, смещенных по фазе на величину, близкую к

2 >г при одинаковых и различных в соседних каналах коэффициентах прохождения для волн, движущихся в противоложных направлениях; на фиг. 7 изобра>кены соседние каналы в пакете, выполненные в виде конфузоров и диффузоров; на фиг. 8 показана установка дополнительных пластин поочередно во входных и выходных частях соседних каналов; на фиг. 9 изображено устройство, в котором реализуется способ увеличения колебательных скоростей и их градиентов по высоте каналов.за счет расположения за пакетами среды с малым акустическим сопротивлением; на фиг. 10 а, б показано увеличение у стенок градиентов звуковой скорости по высоте каналов за счет выбора длины каналов, меньшей или равной длине ядра стационарного потока во входном участке канала.

Фиг. 1 соответствует обобщающей технологии, согласно которой увеличивают градиент звуковой (колебательной) скорости ипи по всей высоте каналов, или непосредственно у стенок, или в центральной части каналов.

На фиг; 1 кривая 1.— параболическое распределение звуковой скорости по высоте, которое образуется ка низких частотах в неподвижной среде и соответствует минимальному гашению звуковых волн, как зто имеет место у прототипа. Кривые 3 и 4— формы распределения звуковой скорости по высоте, соответствующие (как это будет пока3ано ниже) более эффективному гашению звуковых волн, Градиент 2 звуковой скорости равен тангенсу угла между нормалью к кривой колебательной скорости и осевым направлением. На фиг, 1 градиенты

2 показаны в точках, расположенных непосредственно у стенки канала, Кривая 3 имеет наибольший градиент 2 колебательной скорости у стенки каналов, следовательно, при этом обеспечиваются максимальные: трение среды о стенки каналов при колебательном движении среды. активные потери звукового давления в канале и.гашение звуковых волн. Кривая 4, хотя и имеет минимальный градиент колебательной скорости непосредственно у стенок каналов, однако при этом образуется высокий градиент 5 этой скорости s центральной части и обеспечиваются высокие внутренние потери на трение между слоями среды при ее колебательном дцижении, что повышает рассеивание акустической энергии, а также увеличивает реактивное акустическое со10

15 противление и отра>кащую способность канала, Кроме того, такая форма кривой создает предпосылки для повышения градиента колебательной скорости у стенки канала в следующем пакете при его смещении

20. относительно первого

Соответствующее кривым 3 и 4 на фиг, 1 увеличение градиента звуковой (колебательной) скорости по высоте каналов в заявляемом способе достигается с помощью четырех общим альтернативных технологий.

Согласно первой общей технологии обеспечивают плавное по высоте канала искривление фронта звуковых волн, Стрелкой

1 на фиг. 2 указано направление движений фронта звуковой волны. Линия 2 — фронт волны плоский, Копебательные скорости при этом на низких частотах соответствуют кривой 1 на фиг. 1. Кривая 3 — фронт волны движется выпуклостью вперед, Кривая 4— фронт волны движется вогнутостью вперед.

Одна из последних кривых соответствует кривой 3 на Фиг. 1, а другая — кривой 4 на фиг. 1, указанные на фиг, 2 искривления

40 фронта звуковых волн и соответствующие увеличения градиентов колебательных скоростей, показанные на фиг. 2 искривления фронта звуковых волн и соответствующие увеличения градиентов колебательных скоростей, показанные на фиг. 1, обеспечиваются двумя частными альтернативными технологиями, приведенными ниже.

Первая частная технология заключается в том, что искривляют фронт звуковых волн с помощью эффекта рефракции. На фиг. 3

50 стрелками 1 и 2 соответственно показаны направления распространения волн, совпадающих и противоположных направлению стационарного потока. имеющему распределение скорости и по высоте канала, соответствующее кривой 3. На входе 4 волны 1 в канал — фронт волны плоский. При отсутствии стационарного потока волна 1 за время t:ïðîéäåt расстояние ст (где с — скорость звука) и фронт этой волны 5 также останется

2003915

10 — 1 - > 0,05. сЬ плоским. При наличии на линии 6 стационарного потока, имеющего скорость и, волна 1 пройдет расстояние (с + u)t, А на оси канала, где скорость пройдет расстояние (с

+ смаке), В итоге фронт волны 1 через время при его движении в канале и при наличии стационарного потока будет иметь форму 7.

Аналогично волна 2 за время t пройдет расстояние (с - u)t и будет иметь форму 8, Звуковые лучи волн 1 и 2 будут проходить по линиям соответственно 9 и 10 примерно перпендикулярно фронту этих волн в каждом сечении канала. Распределение звуковых скоростей 3 и 4 (фиг. 1) по высоте каналов возникает при искривлении фронта звуковых волн, как это показано на фиг. 3.

Поэтому для обеспечения максимальных градиентов колебательных скоростей необходимо создавать отклонение звуковых лучей и соответственно искривление фронта звуковых волн по всему сечению канала; В заявляемом способе эта обеспечивается плавным изменением осевой составляющей стационарной скорости патока путем того, что выбирают среднюю стационарную скорость Оср из условия образования в каналах ламинарного потока.

Это соответствует докритическим числам

Рейнальдса, Кроме того, для обеспечения указанных максимальных градиентов необходимо создавать s каналах кривизну фронта волн не меньшую определенной величины, что достигается путем принятия высоты каналов h, их длины r при скорости звука с из условия

Указанное условие обеспечивает величину отношения среднего искривления фронта 11 звуковой волны в конце канала к его высоте- не меньшую 0,05. Эта величина является минимальной для обеспечения повышения эффективности гашения звуковых волн вследствие искривления их фронта.

Ввиду того. что в заявляемом способе увеличение градиентов колебательных скоростей достигается не за счет уменьшения высоты каналов, а за счет искривления фронта звуковых волн и при этом еще обеспечивается ламинарный поток, достигается эффект повышенного гашенйя звуковых волн при сохранении ипи увеличении высоты каналов и соответствующее уменьшение гидравлического сопротивления стационарному потоку. Это является важным, например, если применять заявляемый способ

2.5

55 для реализации ега в глушителях шума выхлопа двигателей внутреннего сгорания.

Для того, чтобы при искривлении фронта звуковых волн образовывались высокие градиенты звуковой скорости по высоте каналов непосредственно у их стенок как при совпадении направлений стационарного потока и звуковой волны, так и при их несовпадении, та, в дополнение к первой частной альтернативной технологии, каналы у соседних пакетов смещают друг относительно друга, В частности, достигают смещения каналов путем смещения их осей, как эта показана на фиг. 5. Если, например, в соответствии с сочетанием направлений стационарного потока и звуковой волны распределение колебательной скорости по высоте верхнего канала будет соответствовать кривой I, которая имеет минимальный угол 2 между нормалью и осевым направлением, т. е. минил1альный градиент звуковой скорости по высоте канала непосредственно у стенки, та благодаря смещению осей каналов в соседних пакетах угол 3 и соответствующий градиент звуковой скорости у кривой 1 непосредственно у стенки канаповсоседнего пакета будет максимальным, т. е. благодаря смещению осей каналов будет достигаться необходимый эффект. Кроме того, при этом на входе во второй пакет возникает повышенное сопротивление и создается отраженная волна, которая в первом пакете уже будет иметь распределение звуковой скорости по высоте канала, соответствующее кривой 4, имеющей большой градиент звуковой скорости у стенки канала. Если сочетание направлений стационарМОГО патака и звуковой BoilHbl TBKQBo, что уже в первом пакете будет создаваться распределение звуковой скорости по высоте канала. как это изображено кривой 4, то эффективность способа будет достигаться за счет высокого градиента (соответствующего углу 5) звуковой скорости непосредственна у стенок каналов первого пакета.

При отсутствии стационарного потока такое искривление фронта звуковой волны может быть достигнуто путем того (вторая частная технология), что плавно изменяют скорость звука по высоте каналов (см. фиг.

4, кривая 1). Если на линии 2 скорость звука равна с, та за время t волна от входного сечения пройдет расстояние ct. У стенки канала. где скорость звука максимальна и равна смаке. волна пройдет расстояние (смаке

t), а в центре канала, где скорость звука минимальна, — расстояние (cMHH t) В результате фронт волны будет иметь форму 3.

2003915

Изменение скорости звука по высоте канала обеспечивают за счет изменения плотности и жесткости или только жесткости среды па высоте каналов, а по их длине плавно изменя от жесткость и плотность так, что нз входе и выходе из каналов обеспечивают их равенство соответствующим параметрам окружающей среды, В свою очередь, для создания переменной жесткости по высоте каналов последние заполняют эластичной сплошной или пористой средой, имеющей акустическое сопротивление примерно такое же, как у среды перед пакетами, и переменную жесткость по высоте каналов.

Для создания переменной плотности по высоте каналов последние заполняют эластичной сплошной или пористой средой, имеющей акустическое сопротивление примерно такое >ке, как у среды перед пакетами, и переменную плотность по высоте каналов.

Вторая общая альтернативная технология предназначена для увеличения градиента звуковой скорости по всей высоте каналов и заключается в том, что для волн, движущихся в противоположных направлениях с разностью фаз, близкой к 2 7ь создают в пакете соседние каналы с различными коэффициентами прохождения, На фиг, 6 показана кар ина интерференции волн— прямой и отраженной, например, от расположенной за пакетами жесткой стенки. Если стенка расположена вблизи пакетов, то отраженная волна, имеющач длину существенно большую, чем расстояние между стенкой и рассматриваемым сечением 3 каналов, будет смещена по фазе относительно падающей на величину, близкую к 2 7г.

На фиг. ба рассматривается процесс интерференции волн 4 и 5, а также 6 и 7, при котором каэф< >ициенты прохождения в каждом канале для прямой и отраженных волн равны, как это имеет место в известных способах. Прямая волна 4 находится в фазе, как частный случай, при котором в сечении 3 образуется ее максимальная колебательная скорость UMQI(Q В результате интерференции в сечении 3 прямой волны 4 с отра>кенной волной ", смещенной по фазе на величину, близкую к 2л по сравнению с прямой волной, в этом сечении образуетея колебательная скорость и1, существенно меньшаЯ, чем 01;, к<. Аналогично, пРЯмаЯ волна 5, находящаяся в произвольной фазе, при интерференции с отраженной BoflHOA 7 образует в сечении 3 колебательную скорость Ug, также существенно меньшую, чем

Ии;.< . Таким образом при одинаковых коэффициентзх прохождения, как это имеет

9, и наоборот — в верхнем канале коэффициент праха>кдения для отраженной волны 10 будет меньше, чем для атрах<енной волны 11 внижнем канале,,Ниже будут даны две частные технологии (третья и четвертая), с помощью которых мо>кет быть реализовано это различие в коэффициентах прохождения. При указанном различии в коэффициентах прохождения в результате интерференции волн 8 и 10 в верхнем канале образуется в сечении 3 колебательная скорость U >, а в нижнем кзнале соответственно при йнтерференции волн 9 и 11— колебательная скорость U">. При этом Г1 и U" 1 существенно больше, чем 01, а следовательно, при различных коэффициентах прохождения в соседних каналах градиенты звуковой скорости у стенок каналов также будут большими. Таким образом в заявляемом способе при этих условиях эффективность гашения звуковых волн будет больше, чем в известных.

Чтобы создать в соседних каналах различные коэффициенты прохождения для волн, движущихся в противоположных направлениях со смещением по фазе. близким к 2, выполняют каналы в пакете в виде конфузоров 1 и диффузоров 2. KGK это показано на фиг. 7 (третья частная технология), или устанавливают дополнительные пластины 1 и 2 поочередно во входных и выходных частях соседних каналов, как это показано нз фиг, 8 (четвертая частная технология).

Третья общая альтернативная технология заключается в том, что увеличивают колебательные скорости и их градиенты в каналах за счет того, что располагают зз пакетами среду с акустическим сопротивлением меньшим, чем у среды перед пакетами, и увеличива от вязкость среды между пластинами.

Нз фиг. 9 показано устройства, где реализуется зта технология, В пространстве, ограниченном стенками 1, расположена среда 2. В этой среде распространяются место в известных решениях, в каналах для волн, движущихся в противоположных направлениях и смещенных по фазе на величину, близкую к 2 тг, имеет место существенное уменьшение величин колебательных скоростей и их градиентов, а, следовательно, и эффективности гашения звуковых волн.

На фиг, 2б в двух соседних каналах коэффициенты праха>кдения в каждом канале не одинаковы для волн, движущихся в противополо>кных направлених. Предположим, что. например, в верхнем канале для прямой волны 8 коэффициент прохождения будет

15 больше, чем в нижнем — для прямой волны

2003915

40 звуковые волны, которые необходимо гасить, Акустическая энергия этих волн, как и всякая энергия, стремится распространяться по пути наименьшего сопротивления. Поэтому если в каких-либо местах пространства у стенки 1 расположить среду

3 с акустическим сопротивлением меньшим, чем у среды 2 (например, если среда 2— вода, то ореда 3 — воздух; или, если среда 2 — воздух, то среда 3 — гелий), и междусредами 2 и 3 расположить пакеты 4, то акустическая энергия, устремляясь к среде с меньшим акустическим сопротивлением, создаст увеличенные колебательные скорости в каналах между пластинами пакетов.

Для дополнительного увеличения эффекта гашения звуковых волн каналы заполняют средой с вязкостью большей, чем у среды 2, но с акустическим сопротивлением примерна таким же, как у последней среды. Например, если среда 2 — вода, то зазоры между пакетами можно заполнить маслом T-45.

Для исключения перемешивания различных сред их разделяют эластичными звукопрозрачными оболочками (например, из резины). Если давление в среде 2 изменяется в процессе эксплуатации, то среда 3 может уменьшаться в объеме и поэтому за пакетами располагают компенсирующий объем 5 среды 2 и соединяют этот объем каналами б с основным пространством, где расположена среда 2.

Четвертая общая альтернативная технология обеспечивает увеличение градиента звуковой скорости непосредственно у стенок каналов за счет тога, что длину канаnos a кажщдам пакете выполняют равной или меньшей длины ядра стационарного потока ва входном участке канала. На фиг. 10а показан канал в пакете. длина которого больше длины ядра стационарного потока.

Распределение колебательных скоростей в той части канала, где имеется ядро 1 потока, соответствует кривой 2. Изменение колебательной скорости происходит только на тол части высоты канала. где имеется пограничный слой. Поскольку в этом месте толщина пограничного слоя 3 меньше, чем в остальной части канала, где.нет ядра потока, та изменение скорости здесь происходит более резко и угол 4 между нормалью к этой кривой и осевым направлением непосредственна у стенки канала и соответствующий градиент звуковой скорости будет больше, чем для кривой 5, соответствующей распределению колебательных скоростей по высоте канала, где толщина пограничного слоя равна половине высоты канала, Следовательна, эффективность гашения звуковых волн во входной части канала, длина кото10

35 рой меньше или равна длине ядра потока б, будет больше. чем на такой же длине в остальной части канала. Поэтому, если канал и, соответственно. весь пакет разделигь на части {на два или более пакетов), как это показано на фиг. 10 б. и длина каждой части канала будет равна или меньше длины ядра потока, то эффективность гашения звуковых волн в этих пакетах будет больше, чем в одном, изображенном на фиг. 10а, и имеющем такую же общую длину.

Применение предлагаемого способа гашения звуковых волн B различных областях техники обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.

Использование способа повышения градиента звуковых скоростей путем искривления фронта звуковых волн с помощью эффекта рефракции, а также смещения каналов у соседних пакетов позволит существенно снизить гидравлическое сопротивление в глушителях шума. применяемых, например, в автомобилях, системах воздушной вентиляции и трубопроводах.

При этом эффективность глушения шума будет повышена.

Использование способа повышения градиента звуковых скоростей при искривлении фронта звуковых волн с помощью изменения скорости звука по высоте каналов путем изменечия по этой высоте плотности и жесткости или только жесткости среды позволит повысить эффективность шумозаглушающих устройств, применяемых для различных производсгвенных помещений, а также в трубах вентиляции и других системах, где отсутствует движение стационарного потока в каналах, Использование способа повышения градиента звуковых скоростей путем образования в соседних каналах в пакете различных значений коэффициентов прохождения для волн, движущихся в противоположных направлениях и имеющих разность фаз, близкую к 2тг, обеспечивает высокую эффективность щелевых шумозаглушающих панелей для помещений, систем вентиляции и для других объектов при установке этих панелей вблизи стенок.

Использование способа повышения градиента звуковых скоростей путем расположения за шумозаглушающим устройством среды с акустическим сопротивлением меньшим, чем у среды перед ним, обеспечивает повышение эффективности таких устройств; устанавливаемых, например, в жидких средах.

Использование способа повышения

r радиента звуковых скоростей в шумозаглу15

2003915 нии их для глушения шума в выхлопных трубах автомобилей, в трубопроводах энергетических установок и других системах. (56} Реллей, Теория звука, М., ГИТТЛ, 5 1955, с. 319-324.

1, СПОСОБ ГАШЕНИЯ ЗВУКОВЫХ

ВОЛН В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ, заключающийся в том, что гашение звуковых волн осуществляют эа счет использования трения колеблющейся среды о. стенки узких каналов, образованных между кольцами „ или пластинами по меньшей мере одного пакета, размещенного в среде, при наличии или отсутствии стационарного потока среды в каналах, отличающийся тем, что воздействуют на среду и на звуковые вол- 20 ны. изменяя геометрические параметры или насыщение каналов, увеличивают градиент звуковой скорости непосредственно у стенок каналов путем того, что или обеспечивают плавное по высоте каналов иск- 25 ривление фронта звуковых волн с помощью эффекта рефракции путем того, что плавно по всей высоте каналов изменяют осевую составляющую стационарной скорости потока среды, создавая в каналах 30 ламинарный стационарный поток среды со средней стационарной GKopOcõüþ Ucp u принимая высоту каналов h, их длину t npu скорости звука в среде С из условия

ЩР 0 05

С11 где U ð - средняя стационарная скорость потока среды в канале, м/с;

h - высота каналов, м; д0

1- длина каналов, м;

С - скорость звука в среде, м/с, или обеспечивают плавное по высоте каналов искривление фронта звуковой волны с помощью плавного изменения скорости 45 звука по высоте и длине каналов эа счет соответствующего изменения плотности или жесткости среды, или для звуковых волн, дВижущихся в противоположных HBправлениях с разностью фаэ, близкой к 2л,50 создают в пакете соседние каналы с разшающих устройствах за счет выбора длины каналов в каждом пакете, равной или меньшей длины ядра стационарного потока во входном участке каналов, увеличивает .эффективность этих устройств при применеФормула изобретения личной и чередующейся через один канал величиной акустического сопротивления для каждой иэ звуковых волн, движущихся в одинаковом направлении, и каждый канал создают с различной величиной акустического сопротивления для звуковых волн, движущихся в различных направлениях, или увеличивают вязкость среды между пластинами пакетов, располагая за пакетами среду с акустическим сопротивлением меньшим, чем у среды перед пакетами, и разделяя указанные среды эластичными звукопрозрачными оболочками, или длину каналов в каждом пакете выполняют не более длины ядра стационарного потока во входном участке канала.

2. Способ по n.l, отличакнцийся тем, что при искривлении фронта звуковой волны как при совпадении направлений стационарного потока среды и звуковой волны, так и при их несовпадении, каналы у соседних пакетов смещают друг относительно друга.

3. Способ по п,l, отличающийся тем, что для создания переменной по высоте каналов плотности или жесткости среды каналы заполняют эластичной сплошной или пористой средой с акустическим со-, .противлением таким же, как у среды перед пакетами, и с переменной плотностью или жесткостью по высоте каналов, 4. Способ по п. l, отличающийся тем, что для создания в соседних каналах различных сопротивлений для звуковых волн, движущихся в противоположных направлениях, выполняют соседние каналы в пакете в виде конфузоров и диффузоров или в одном из соседних каналов устанавливают дополнительные пластины или кольца только во входной его части, а в другомтолько в выходной.

2003915

2003915

20039i5

2003915

2003915

Составитель А.Альпин

Техред М.Моргентал

Корректор д,ревская

Редактор Т.Лошкарева

Заказ 3320

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101