Машины и аппараты с импульсными энергетическими воздействиями на обрабатываемые вещества. Промтов М.А. - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

тономного источника энергии для генерирования колебаний, и пассивные, которые приводятся в
колебательное движение за счет энергии обрабатываемой среды.
Технологические системы, включающие в себя МАИЭВ, содержат также технологическое оборудо-
вание и трубопроводы, связывающие систему в единый комплекс. С точки зрения акустики, это обору-
дование и трубопровод имеют свои собственные резонансные частоты и могут содержать дополнитель-
ные источники акустических колебаний. В МАИЭВ, как генераторах энергетических (акустических)
импульсов, акустические поля вспомогательного технологического оборудования в совокупности фор-
мируют сложную картину и тем самым оказывают определенное влияние на интенсивность проводи-
мых процессов. Это влияние может дать как положительный, так и отрицательный эффект и его необ-
ходимо учитывать. Синхронизация собственных акустических эффектов технологического оборудова-
ния и дополнительных источников акустических колебаний с основными генераторами гидроакустиче-
ских импульсов – МАИЭВ, будет благоприятно сказываться на интенсификации химико-
технологических процессов. В этом случае, могут иметь место автоколебательные и резонансные режи-
мы работы МАИЭВ и технологической системы, КПД при таких режимах значительно выше.
Колебания давления и скорости, наложенные на осредненное течение, могут служить причиной
возмущающего воздействия на устойчивость и структуру течения. В случае ламинарного течения
эти воздействия могут ускорить или замедлить переход к турбулентному режиму течения, а в слу-
чае турбулентного потока – существенно изменить гидродинамические характеристики потока, в
частности спектр турбулентности, и даже привести к образованию вихревых течений
[28, 29].
Экспериментальные работы по исследованию влияния колебаний на гидродинамику турбулентных
потоков в каналах показали, что при наличии наложенных регулярных колебаний скорости взаимодей-
ствие турбулентных пульсаций с наложенными регулярными колебаниями возможно в том случае, ко-
гда частота наложенных регулярных колебаний скорости совпадает с частотой турбулентных пульса-
ций, соответствующей малым волновым числам.
В случае высокочастотных колебаний, когда период регулярных возмущений совпадает с мини-
мальным периодом турбулентных пульсаций, картина течения существенно усложняется: регулярные
колебания могут взаимодействовать с турбулентными пульсациями, в результате чего спектр турбу-
лентных колебаний может измениться. В спектре одновременно будут существовать как случайные
турбулентные колебания, так и регулярные.
В турбулентном потопе возникают когерентные структуры – крупномасштабные периодические вихре-
вые образования, развивающиеся и взаимодействующие друг с другом. Когерентные структуры чувстви-
тельны к различного рода периодическим возмущениям, управление ими может привести как к интенсифи-
кации, так и к замедлению ХТП.
Таким образом, установлено, что взаимодействие акустического поля и турбулентных составляю-
щих может привести к изменению интенсивности и спектра турбулентных пульсаций. Если частота ко-
лебаний совпадает с частотой колебаний относительно больших вихрей, которые в основном обуслов-
ливают турбулентное перемешивание жидкости, то наступает турбулентный резонанс, приводящий к
усилению интенсивности турбулентных пульсаций [29].
В РЕЗУЛЬТАТЕ МНОГОКРАТНОГО ОТРАЖЕНИЯ ЗВУКОВЫХ ВОЛН ОТ ГРАНИЦ ВНУТ-
РЕННИХ ОБЪЕМОВ АППАРАТОВ ВОЗНИКАЕТ ЗАМКНУТОЕ ТРЕХМЕРНОЕ ВОЛНОВОЕ ПОЛЕ
[30]. ОБЫЧНО ЛИНЕЙНЫЕ РАЗМЕРЫ АППАРАТА БОЛЬШЕ ДЛИНЫ ЗВУКОВЫХ ВОЛН. ЗАМК-
НУТЫЙ ОБЪЕМ АППАРАТА ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ КОЛЕБАТЕЛЬНУЮ СИСТЕМУ СО СПЕК-
ТРОМ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ, ПРИ ЭТОМ КАЖДОЙ СОБСТВЕННОЙ ЧАСТОТЕ СООТВЕТСТ-
ВУЕТ СВОЙ ДЕКРЕМЕНТ ЗАТУХАНИЯ. ЕСЛИ ИСТОЧНИК ЗВУКА СОЗДАЕТ ЗВУКОВЫЕ СИГ-
НАЛЫ С МЕНЯЮЩИМСЯ СПЕКТРАЛЬНЫМ И АМПЛИТУДНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ, ТО ЭТИ
СИГНАЛЫ ВОЗБУДЯТ КОЛЕБАНИЯ СРЕДЫ В АППАРАТЕ С ЧАСТОТАМИ, БЛИЗКИМИ К РЕЗО-
НАНСНЫМ, И ПО МЕРЕ ИЗМЕНЕНИЯ СПЕКТРА БУДУТ ВОЗНИКАТЬ ВСЕ НОВЫЕ И НОВЫЕ
МОДЫ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЗАМКНУТОГО ОБЪЕМА, КОТОРЫЕ, ИСКАЗЯТ НАЧАЛЬ-
НЫЙ СИГНАЛ. ПОСКОЛЬКУ ДЕКРЕМЕНТ ЗАТУХАНИЯ СОСТАВЛЯЮЩИХ СПЕКТРА ЧАСТОТ
РАЗЛИЧЕН, ТО КАЖДАЯ ИЗ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЧАСТОТ ИМЕЕТ СВОЕ ВРЕМЯ РЕВЕРБЕРАЦИИ.
В зависимости от формы аппарата в замкнутом объеме могут возникнуть собственные колеба-
ния с различным набором собственных частот, соответствующих плоским, цилиндрическим или

Страницы