Аэродинамический генератор акустическихколебаний

 

Серьез Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-еу (22) Заявлено 090877 (21) 2506604/18-10 (51)М. КЛ.

В 06 В 1/00 с присоединением заявки йо —, (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР яо делан изобретений н открытий

Опубликовано 2302,81.Бюллетень 89

Дата опубликования описания 230281 (53) УДК 534.232. (088. 8) P2) Авторы изобретения

В.Ф.,Суровикин,В.Ф.Антоненко,Г.В.Бабич,М

В.В.Новиков,Г.A.Âîëîøèí,Ã.A.Áåëÿåâ,À.Â. и Н.И. Галлямов ) ЕХ!

Всесоюзный .научно-исследовательский инс итутцтехнического углерода f

) (71) Заявитель (54) АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР АКУСТИЧЕСКИХ кОлеБАний

Изобретение относится к устрой- ствам генерации акустических колебаний s газообразных средах и может найти применение в газогорелочных устройствах различных топочных конструкций, в частности в камерах го-, рения реакторов для получения сажи.

Известны акустические генераторы, включающие вихревую камеру с тангенциальным вводом, переходящую затем в трубу малого диаметра (1) и (2) .

Недостатком этих устройств является малая мощность звуковых коле» . баний, 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 реэонансной трубы основной камеры составляет

0,1-5 внутренних диаметров трубы дополнительной камеры, а соотношение

5 внутренних диаметров основной и дополнительной резонансных труб выбрано в пределах 1-3.

Кроме того резонансные трубы выполнены одинаковой длины.

10 На чертеже схематически представлен аэродинамический генератор.

Устройство содержит основную 1 и дополнительную 2 вихревые камеры с тангенциальными патрубками 3 и 4 для ввода газа, резонансные трубы 5 и 6.

Аэродинамический генератор акустических колебаний работает следующим образом.

Подаваемый через тангенциальные патрубки 3 и 4 с соответствующим перепадом давлений гаэ перемещается в камерах 5 и 6 по спирали к осевой линии, и в соответствии с приложенным перепадом одновременно — к выходному отверстию, образуя на выходе труб вихри. Вращающийся с большой скоростью поток газа в основной камере образует в центре резонансной трубы область разрежения, в котоЗ0 рую подсасывается окружающая среда.

806150

В соответствии с образовавшимся движением двух вращающихся потоков газа и окружающей среды генерируются .акустические колебания, частота которых пропорциональна скорости срыва вихрей, образующихся при их

5 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

5.

Введение дополнительной камеры позволяет увеличить длины ядра разрежения.,Согласование частот первого 5 тона труб 5 и 6 достигается подачей газа одинакового состава в тангенциальные каналы 3, 4 и равенством дпин трубы 5 и 6. Согласование частот срыва вихрей в основной резонан- 2О сной трубе 5 и дополнительной трубе

6 достигается выбором геометрической характеристики. Таким образом при выходе иэ трубы 6 потока, вращающегося с окружной скоростью, равной скорости потока на выходе в трубе 5, потока газа иэ дополнительной резонансной трубы 6 подсасывает поток внешней среды в свою центральную часть. Образовавшаяся структура трех вращающихся потоков иэ труб 5, 6 и внешней среды образует удлиненную зону ядра разрежения, длина которой может превышать длину всего основного устройства, и таким образом значительно увеличивает мощность акустического излучения. Дополни тельный источник акустического излучения образуется на границе потоков, вытекающих из основной и дополнительной труб. 40

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 основной резонансной трубы, нарушается характер течения обоих вращающихся потоков.

В случае, когда резонансная труба дополнительной камеры установлена с зазором по отношению к основной резонансной трубе, каждый иэ .этих элементов работает самостоятельно.

В каждом из них образуется стабильный 55 вихрь на всем- протяжении указанных элейентов с ядром разрежения по всей длине этих элементов, что благоприятно сказывается на характере течения вращающихся потоков. При 6G этом отсутствуют возмущения вихря, движущегося внутри основной резонансной трубы, ведущие к нарушению гаэодинамической картины его течения. 65

При расположении резонансной трубы дополнительной каМеры, внутри основной резонансной трубы, вытекающий из дополнительной трубы вихревой поток нарушает гаэодинамическую картину 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 входного 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 гаэодинамического взаимодействия обоих вращающихся потоков, Формула изоб )етения

1. Аэродинамический генератор акустических колебаний, содержащий цилиндрическую вихревую камеру с тангенциальным входным патрубком и аксиальным выходным отверстием, в которое вставлена цилиндрическая резонансная, труба, о т л и ч а юшийся 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 и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что резонансные трубы выполнены одинаковой длины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Теплотехнические характеристики топлива. Использование газа и мазута в промышленности. М., ВИНИТИ, 1967, с. 15-16. 2. Шуркин Е.Н. Газогорелочное устройство с акустическим генератором. — Газовая промышленность, 1967, 9 11, с. 42-46 (прототип), 806150

СосТавитель И. Попова

Редактор В. Жиленко Техред E. Гаврилешко Корректор r. Назарова

Заказ 112/ll Тираж 538 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам.изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4