|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Генератор Гартмана |
 | |
Анимация
0
Описание
Принцип действия генератора Гартмана (ГГ) основан на возникновении автоколебаний в сверхзвуковой струе вследствие ее торможения резонатором. ГГ является одним из типов газоструйных излучателей высокого давления, в которых источником звуковой энергии служит кинетическая энергия газовой струи при сверхкритических перепадах между рабочим давлением и давлением окружающей атмосферы (для воздуха обычно более 0.2 МПа).
ГГ состоит из конического сопла 1 (рис. 1, а) и расположенного перед ним соосно цилиндрического резонатора 2.
Генератор Гартмана
Рис. 1
а) - схема:
1 - сопло;
2 - резонатор;
3 - скоба для крепления резонатора;
4 - отсоединенный скачок уплотнения;
Рс - давление на срезе сопла.
б) - распределение статического давления вдоль оси в свободной струе (без резонатора).
При сверхкритическом перепаде давлений между соплом (Р0) и окружающей атмосферой (Ра) струя вне сопла становится сверхзвуковой и приобретает ячеистую структуру. Длина первой ячейки D0, в которой обычно и совершается работа, определяющая диапазон частот генерации, зависит от диаметра сопла dc и избыточного давления Pi = P0 - Pa:
D0 = 1.12dc(Pi - 0.93)0.5,
здесь Pi выражено в кГ/см2; в силу «исторически» сложившейся практики этой формулой пользуются до сих пор, не переводя значения входящих в нее величин в систему СИ.
При торможении струи резонатором перед ним возникает отсоединенный скачок уплотнения 4, а кинетическая энергия струи в резонаторе переходит в потенциальную энергию сжатого газа. Если резонатор находится в области неустойчивости (где давление в свободной струе растет), то процесс опорожнения резонатора становится периодическим. Взаимодействие основной и вытекающей из резонатора струй приводит к тому, что участок струи между скачком уплотнения 4 и дном резонатора становится источником мощных акустических колебаний. Однако детально механизм образования в струе периодических ударных волн, излучаемых в окружающее пространство, до сих пор не выяснен.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
ГГ используются в ряде технологических устройств: установках для акустической коагуляции аэрозолей, в системах ускорения процессов тепло- и массообмена и др.
Реализации эффекта
Техническая реализация эффекта
Существует много разновидностей ГГ, в том числе с дисковыми и щелевыми соплами для увеличения расхода газа и, следовательно, акустической мощности. Базовая схема - на рис. 1.
Литература
1. Ультразвук / Под ред.И.П. Голяминой.- М.: Советская энциклопедия, 1979.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |
