гидродинамический излучатель

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ - устройство, преобразующее часть энергии турбулентной затопленной струи жидкости в энергию акустич. волн. Работа Г. и. основана на генерировании возмущений в жидкой среде при взаимодействии вытекающей из сопла струи с препятствием определ. формы и размеров либо при принудит. периодич. прерывании струи. Эти возмущения оказывают обратное действие на основание струи у сопла, способствуя установлению автоколебат. режима. Механизм излучения звука может быть различным в зависимости от конструкции Г. и., к-рая принципиально отличается от конструкций газоструйных излучателей, т. к., во-первых, вытекание жидкости из сопла со сверхзвуковой скоростью осуществить невозможно, а во-вторых, использование резонирующего объёма для Г. и. неэффективно ввиду относительно невысокого коэф. отражения звука на границе жидкость - металл.

Рис. 1. Принципиальная конструкция пластинчатых гидродинамических излучателей с креплением пластинки: а - в узловых точках; б - консольно; 1 - сопло; 2 - пластинка; 3 - точки крепления (узлы колебаний).

Наиб. распространение получили пластинчатые Г. и., состоящие из погружённых в жидкость прямоугольного щелевого сопла и заострённой в сторону струи пластинки, к-рая крепится в узловых точках (рис. 1, а) либо консольно (рис. 1, б). При натекании на пластинку потока жидкости в ней возбуждаются изгибные колебания. Для генерирования интенсивных колебаний необходимо, чтобы собств. частота пластинки и частота автоколебаний струи совпадали. В др. модификации Г. и. используется кольцевое щелевое сопло 1 (рис. 2), образованное двумя конич. поверхностями, и полый цилиндр 2, к-рый может быть разрезан вдоль образующих так, что создаётся система расположенных по окружности консольных пластин.

Рис. 2. Конструкция гидродинамического излучателя с кольцевым соплом 1 и полым цилиндром 2 (D - диаметр цилиндра, d - диаметр отверстия в его дне).

Излучение Г. и. возможно также за счёт пульсации кавитац. области, образующейся между соплом и препятствием. В этом случае интенсивность колебаний определяется отношением диаметра лунки на торце отражателя к диаметру сопла. Существуют также роторные Г. и., работа к-рых подобна работе сирен и сводится к периодич. прерыванию струи жидкости.

Г. и. излучают акустич. колебания в широком частотном диапазоне - от 0,3 до 35 кГц с макс. интенсивностью порядка 1,5-2,5 Вт/см². Г. и. применяются для интенсификации разл. технол. процессов, приготовления высококачеств. эмульсий из несмешивающихся друг с другом жидкостей, диспергирования твёрдых частиц в жидкостях, ускорения процессов кристаллизации в растворах, расщепления молекул полимеров, очистки стального литья после прокатки и т. д.

Лит.: Гершгал Д. А., Фридман В. M., Ультразвуковая технологическая аппаратура, 3 изд., M., 1976; Константинов Б. П., Гидродинамическое звукообразование и распространение звука в ограниченной среде, Л., 1974; Hазаренко А. Ф., Об одном механизме гидродинамического звукообразования, "Акуст. ж.", 1978, т. 24, № 4, с. 573.

А. Ф. Назаренко.

   <<      Предметный указатель      >>