Аэродинамический генератор акустическихколебаний

Сетез Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 090877 (21) 2506604/18-10с присоединением заявки йо - ,(51)м, Клз В 06 В 1/00 Государственнвй комитет СССР яо делан изобретений н открвтнй(72) Авторы изобретени и к р ЬИткОр 4 щя ке; дфл ЦАр,"" тех;утцгуснического В.ФСуровикин,В,Ф.Антоненко,Г.В.Бабич,МВ.В.Новиков,Г.А.Волошин,Г,А.Беляев,А.В.и Н,И. Галлямов тель 7) сесоюэный .научно-исследовуглерода льский инс ит 4) АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР АКУСТИЧЕСКИХ кОлеБАний ератор акус тает следую Изобретение относится к устрой-ствам генерации акустических колебаний в 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 выходноготорца резонансной трубы дополнительной камеры до входного торца реэонансной трубы основной камеры составляет0,1-5 внутренних диаметров трубыдополнительной камеры, а соотношение 5 внутренних диаметров основной и дополнительной резонансных труб выбрано в пределах 1-3.Кроме того резонансные трубы выполнены одинаковой длины.0 На чертеже схематически представлен аэродинамический генератор.Устройство содержит основную 1и дополнительную 2 вихревые камерыс тангенциальными патрубками 3и 4 для ввода газа, резонансныетрубы 5 и б.Аэродинамический гентических колебаний рабощим образомПодаваемый через тангенциальныепатрубки 3 и 4 с соответствующимперепадом давлений гаэ перемещаетсяв камерах 5 и б по спирали к осевойлинии, и в соответствии с приложенным перепадом одновременно - к выходному отверстию, образуя на выходе труб вихри. Вращающийся с большой скоростью поток газа в основнойкамере образует в центре резонансной трубы область разрежения, в кот 30 рую подсасывается окружающая среда.В соответствии с образовавшимся движением двух вращающихся потоков газа и окружающей среды генерируются .акустические колебания, частота которых пропорциональна скорости срыва вихрей, образующихся при их5 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 15 тона труб 5 и 6 достигается подачей газа одинакового состава в тангенциальные каналы 3, 4 и равенством длин трубы 5 и 6, Согласование частот срыва вихрей в основной резонан О сной трубе 5 и дополнительной трубе б 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, 40Расстояние 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.50В случае, когда резонансная труба дополнительной камеры установленас зазором по отношению к основнойрезонансной трубе, каждый иэ .этихэлементов работает самостоятельно, В каждом из них образуется стабильный 55вихрь на всем- протяжении указанныхэлементов с ядром разрежения повсей длине этих элементов, чтоблагоприятно сказывается на характере течения вращающихся потоков. При боэтом отсутствуют возмущения вихря,движущегося внутри основной резонансной трубы, ведущие к нарушениюгаэодинамической картины его течения. 65 При расположении резонанснойтрубы дополнительной каМеры, внутриосновной резонансной трубы, вытекающий из дополнительной трубы вихревойпоток нарушает гаэодинамическую картину течения вихревого потока основной резонансной трубы, препятствуя необходимому.для генерации акустических колебаний взаимодействию его сокружающей средой. Верхний пределвеличины зазора можно объяснитьтем, что при достаточно большом удалении выходного торца дополнительнойрезонансной трубы от входного торцаосновной резонансной трубы происходят дополнительные затраты энергиивращающегося потока вихревой камеры,идущие на раскрутку потока, вытекающего из дополнительной резонанснойтрубы,Отношение диаметров в диапазонеот 1 до 3 также вытекает из условиягаэодинамического взаимодействияобоих вращающихся потоков,Формула изобретения1. 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 ющ и й с я 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 щ и й с я тем, что резонансные трубы выполнены одинаковой длины,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Теплотехнические характеристикитоплива. Использование газа и мазутав промышленности. М., ВИНИТИ, 1967,с. 15-16,2, Шуркин Е.Н. Газогорелочноеустройство с акустическим генератором. - Газовая промышленность, 1967, 9 11, с. 42-46 (прототип),806150 И. Поповааврилешко корректс оставит ехред Е дактор В, Жиле назарова каэ 112/11 ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Фил Тир ВНИИПИ Гос по делам 113035, Иоскв538 арственноэобретени 3-35, Ра Подписноекомиета СССРи открытийская наб., д. 4/