4 – ; 5 – ; 6 –

Досліджено вплив статичного тиску на нелінійне згасання коротких експонентних імпульсів у сферичних хвилях. Для цього випромінювач було розміщено у герметичній ємності із регульованим тиском. При цьому в діапазоні тривалість експонентного імпульсу зменшувалася від 1мс до 0.1мс та істотно зростала інтенсивність. На рис. 11 представлено сімейство нормованих залежностей інтенсивності поля від відстані до зони звукоутворення. Точки – результати експериментальних вимірів. Пунктирні лінії відповідають закону . При зростанні інтенсивності акустичних хвиль (при високому статичному тиску) розбіжності суттєво зростають, що, очевидно, зумовлено умовами проведених вимірювань.

У п'ятому розділі наведено експериментальні результати по прикладному застосуванню струминних ГДВ.

У підрозділі 5.1 наведено результати дослідження ерозійної активності у ближнім полі випромінювача. Зразки являли собою свинцеві пластинки розмірами й фіксувалися на відповідній відстані від активної зони звукоутворення за допомогою затиску. Вони орієнтовані щодо вторинного вихру таким чином, щоб руйнуванню піддавався торець пластинки.

а б

Рис. 12. Залежності питомої ерозії (а) і інтенсивності ерозії (б) зразків від статичного тиску в рідині

Залежність швидкості ерозії (умовно за 1 сек. озвучування) від надлишкового тиску в робочій ємності представлено на рис. 12а. Зі збільшенням статичного тиску в рідині підвищується частота основного тону генерованого звуку (рис. 3а). Тому має сенс оцінити інтенсивність ерозії – зменшення маси зразка за один період хвилі (рис. 12б). В діапазоні надлишкового статичного тиску від 0 до 2.5МПа інтенсивність ерозії підвищується на два порядки.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

У підрозділі 5.2 наведено результати досліджень по технологічному використанню струминних ГДВ. За результатами експериментів ці випромінювачі мають високу ефективність в наступних задачах:

·  очищення деталей від технологічних (притиральні пасти) і експлуатаційних забруднень (нагар, асфальто-смолисті відкладення);

·  диспергування твердих частинок в рідині;

·  емульгування нерозчинних рідин в воді.

У підрозділі 5.3 наведено результати розробки нового типу акусто-гідродинамічного сенсора порога кавітації рідини, на який отримано патент України.

У дисертації були отримані формули для обчислення резонансної частоти струминої оболонки. Вирішивши зворотну задачу, можна одержати формули для обчислення міцності рідини на розрив. Якщо, наприклад, урахувати характеристики води: , , , і параметри конкретного протиточного ГДВ: , одержимо рівняння:

; (19)

;

,

де частота основного тону відповідає оптимальному режиму ГДВ з максимальним рівнем сигналу при деякому статичному тиску й деякій температурі рідини. Експериментальні результати виміру міцності води на розрив мало відрізняються від результатів, які було отримано іншими методами, наприклад, у роботах Блейка. Максимальна похибка запропонованого методу не перевищує 15%.

ВИСНОВКИ

У дисертації отримані наступні наукові й практичні результати.

1.  Вперше розроблена модель струминного гідродинамічного випромінювача у вигляді зануреної циліндричної струминної оболонки кругового перетину. Вирішено задачу змушених коливань. Були отримані формули частоти основної (нижчої) гармоніки генерованого звуку й амплітудно-частотної характеристики струминного ГДВ, у яких враховуються пружні властивості струменя, його геометрія й гідродинамічні параметри рідини, зокрема, гідростатичний тиск.

2.  Вперше отримано аналітичні формули амплітудно-частотних характеристик струминних ГДВ протиточного типу в умовах гідростатичного тиску в робочій ємності. Це дає можливість обчислювати акустичні властивості цих випромінювачів на стадії проектування.

3.  Вперше розв’язано задачу нелінійного загасання коротких експонентних імпульсів, генерованих струминним ГДВ, при наявності високого статичного тиску в робочій ємності. Оскільки частина поглиненої акустичної енергії витрачається на розрив суцільної структури рідини (виникнення й розвиток кавітації), це дозволяє теоретично оцінити зону найбільшої ерозійної активності струминних гідродинамічних випромінювачів протиточного типу.

4.  Одержали подальший розвиток експериментальні дослідження ерозійної активності ближнього поля струминних ГДВ при надлишковому статичному тиску у двох середовищах: водопровідній воді й нейтральному до металів мінеральному маслі. За рахунок регульованих гідростатичного тиску в герметичній ємності й швидкості струменя вдалося на два порядки збільшити питому (за одиницю часу озвучування) інтенсивність ерозії. Виявлено кореляцію між нелінійним загасанням акустичних імпульсів і ерозійною активністю в ближнім полі цих джерел звуку.

5.  Удосконалено спосіб визначення міцності рідини на розрив шляхом виміру частоти нижчої гармоніки генерованого звуку й гідростатичного тиску в робочій ємності. Отримано патент України на новий тип акусто-гідродинамічного сенсора порога кавітації рідини.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.  Вітков ітаційна ерозія в полі струминних гідродинамічних випромінювачів / В. В. Вітков, інський, // Машинознавство. — 2010. — № 3 – 4(153 – 154). — С. 44—47.

Особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень та аналізі одержаних результатів.

2.  Витков -частотные характеристики затопленных струйных оболочек / , , // Методи розв'язування прикладних задач механіки деформівного твердого тіла. — 2010. — Випуск 11. — С. 96—103.

Особистий внесок здобувача полягає в одержанні рішення задачі в загальному вигляді та аналізі одержаних результатів.

3.  Витков поперечных колебаний затопленных струйных оболочек / , , // Проблеми обчислювальної механіки і міцності конструкцій. — 2011. — Випуск 15. — С. 93—99.

Особистий внесок здобувача полягає в одержанні рішення задачі в загальному вигляді та аналізі одержаних результатів.

4.  Витков энергетических характеристик струйных гидродинамических излучателей / , , // Электроника и связь. — 2010. — № 6 (Часть 2). — С. 147—151.

Особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень та аналізі одержаних результатів.

5.  Дудзинский активность в ближнем поле струйного гидродинамического излучателя / , , // Электроника и связь. — 2013. — № 2 (73). — С. 91—96.

Особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень.

6.  Пат. 58829 Україна, МПК′ G 01 N 11/00, G 01 N 29/02. Спосіб визначення міцності рідини на розрив / Дудзінський Ю. М., , Вітков В. В.; заявники і патентовласники Дудзінський Ю. М., , Вітков В. В. — № u 2010 11908; заявл. 07.10.2010, опубл. 26.04.2011, Бюл. № 8.

Особистий внесок здобувача полягає в розробці метода вимірювань.

7.  Вітков -гідродинамічний метод вимірювання порогу кавітації рідини / В. В. Вітков, інський, // Міжнар. наукова конф. “Математичні проблеми технічної механіки – 2010”, 19 — 22 квітня 2010 р. : Матеріали конференції : зб. трудів. — Дніпродзержинськ, 2010. — С. 113—114.

8.  Вітков поглинання звуку в рідині на кавітаційну ерозію / В. В. Вітков, інський, // ІІ Міжнар. науково-техн. конф. “Теорія та практика раціонального проектування, виготовлення і експлуатації машинобудівних конструкцій”, 21 — 23 жовтня 2010 р. : Матеріали конференції : зб. трудів. — Львів, 2010. — С. 44—45.

9.  Витков внутреннего давления в жидкости по нелинейному искажению акустической волны / , , // "Консонанс – 2011": акустичний симпозіум, 27 – 29 вересня 2011 р.: зб. праць. – К., 2011. – С. 117–122.

АНОТАЦІЯ

Вітков В. В. Гідростатичні струминні гідродинамічні випромінювачі для звукових технологій. — На правах рукопису.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.08 — прикладна акустика та звукотехніка. — Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” МОН України, Київ, 2015.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6