SU1733728A1 - Method of creating pressure resonance oscillations - Google Patents
Method of creating pressure resonance oscillations Download PDFInfo
- Publication number
- SU1733728A1 SU1733728A1 SU894715155A SU4715155A SU1733728A1 SU 1733728 A1 SU1733728 A1 SU 1733728A1 SU 894715155 A SU894715155 A SU 894715155A SU 4715155 A SU4715155 A SU 4715155A SU 1733728 A1 SU1733728 A1 SU 1733728A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- gas
- oscillations
- liquid
- resonant
- volume
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Сущность изобретени : В рабочую жидкость гидромеханической колебательной системы вводитс газ с образованием газового объема. Параметры газового объема выбираютс по соотношению f VK S/Q, где f - частота колебаний, К - посто нна дл данной системы; S - площадь поперечного сечени , Q - объем газа. Настройка системы на резонансные колебани производитс изменением подачи газа в газонаполненный элемент. 1 ил.Summary of the Invention: Gas is introduced into the working fluid of the hydromechanical oscillatory system to form a gas volume. The parameters of the gas volume are chosen according to the ratio f VK S / Q, where f is the oscillation frequency, K is constant for this system; S is the cross-sectional area, Q is the gas volume. The system is tuned to resonant oscillations by changing the gas supply to the gas-filled element. 1 il.
Description
Изобретение относитс к вибрационной технике и касаетс создани колебаний давлени жидкости в измерительной и пуль- сационной аппаратуре.The invention relates to a vibration technique and relates to the creation of fluctuations in fluid pressure in a measuring and pulsating apparatus.
Известен способ получени резонансных колебаний давлени жидкости, основанный на взаимодействии механического и электрического сигналов системы электроосмотический микронасос-датчик, согласно которому сигнал с датчика усиливают и мен ют по фазе до возникновени устойчивого автоколебательного процесса. Дл измельчени частоты получаемых колебаний измен ют массу жидкости в полости между микронасосом и датчиком.A known method for producing resonant fluctuations in fluid pressure, based on the interaction of mechanical and electrical signals of an electroosmotic micropump-sensor system, according to which the signal from the sensor is amplified and changed in phase until a stable self-oscillatory process occurs. The frequency of the oscillations changes the mass of the fluid in the cavity between the micropump and the sensor to chop the frequency of the oscillations produced.
Недостатками известного способа вл ютс сложность его аппаратурного оформлени , низка интенсивность получаемых колебаний давлени жидкости и больша ,дельна энергоемкость.The disadvantages of this method are the complexity of its instrumentation, the low intensity of the resulting fluctuations in the pressure of the fluid and greater energy efficiency.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ получени резонансных колебаний давлени , заключающийс в том, что на гидромеханическую колебательную систему воздействуют генератором колебаний и, измен с помощью него массу жидкости в системе, настраивают ее на резонансный режим. Изменение массы производ т по гармоническому закону и регулируют амплитуду и частоту изменени массы до возникновени устойчивых параметрических колебанийThe closest to the present invention is a method for obtaining resonant pressure oscillations, which means that the hydromechanical oscillatory system is influenced by an oscillation generator and, having changed the mass of the fluid in the system, it is tuned to the resonant mode. The mass change is produced according to the harmonic law and regulates the amplitude and frequency of the mass change before the appearance of stable parametric oscillations.
Согласно данному способу гидромеханическа колебательна система образована герметичной полостью и объемом заполн ющей ее жидкости, а изменение массы жидкости в системе производитс за счет упругой деформации герметичной полости , сообщенной с другой жидкостной полостью , в которой с помощью генератора колебаний создаетс переменное (гидродинамическое ) давление. При этом жидкость внутри полости, образованной цилиндром с гибкими мембранами на торцах, вл етс инерционным элементом нелинейной колебательной системы а сама полость - упругим элементом.According to this method, the hydromechanical oscillatory system is formed by a sealed cavity and the volume of liquid filling it, and the mass change of the liquid in the system is due to the elastic deformation of the sealed cavity communicated with another liquid cavity, in which an oscillator creates an alternating (hydrodynamic) pressure. In this case, the fluid inside the cavity formed by a cylinder with flexible membranes at the ends is an inertial element of the nonlinear oscillatory system and the cavity itself is an elastic element.
(Л(L
СWITH
х|x |
CJCJ
соwith
XIXi
юYu
0000
Однако эта система обладает низкой добротностью (чувствительностью), поскольку больша жесткость цилиндра обуславливает малую податливость упругого элемента при колебани х системы, а наличие гибких мембран увеличивает его податливость, но значительно снижает восстанавливающую силу. Это обуславливает низкий коэффициент усилени при возбуждении резонансных колебаний системы и не позвол ет (несмотр на большие энергозатраты) получать высокие значени амплитуды колебаний давлени жидкости.However, this system has a low quality factor (sensitivity), since the greater rigidity of the cylinder causes a low elasticity of the elastic element during system oscillations, and the presence of flexible membranes increases its compliance, but significantly reduces the restoring force. This causes a low gain when the resonant oscillations of the system are excited and does not allow (despite large power inputs) to obtain high values of the amplitude of fluctuations of the fluid pressure.
Кроме того, мала податливость жидкостной полости, ограничива возможности изменени в ней массы жидкости, снижает возможности настройки колебательной системы на резонансный режим.In addition, the malleability of the fluid cavity is low, limiting the possibility of changing the mass of fluid in it, reduces the possibility of tuning the oscillatory system to the resonant mode.
Цель изобретени - повышение амплитуды резонансных колебаний давлени жидкости.The purpose of the invention is to increase the amplitude of the resonant oscillations of the fluid pressure.
Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу получени резонансных колебаний давлени в гидромеханической колебательной системе путем изменени параметров ее элементов в рабочую жидкость колебательной системы ввод т газ с образованием газового объема, параметры которого выбирают по соотношениюThis goal is achieved by the fact that according to the method of obtaining resonant pressure oscillations in a hydromechanical oscillatory system, by changing the parameters of its elements, the working fluid of the oscillating system introduces gas to form a gas volume, the parameters of which are chosen by the ratio
корпуса 1, соединена с системой 11 наддува и дренажа газа. Зазор между решеткой 7 и днищем 3 корпуса значительно больше диаметра газонаполненного элемента 8..Снаружи на корпусе 1 закреплен патрубок 12, установленный на уровне размещени газонаполненного элемента 8. К патрубку 12 подсоединен разделитель, включающий дисковый корпус 13 с двум центральными патрубками, разделенный на две герметичные полости мембраной 14.housing 1, is connected to the system 11 of the pressurization and gas drainage. The gap between the grill 7 and the bottom 3 of the housing is significantly larger than the diameter of the gas-filled element 8. Outside the housing 1 is fixed a nozzle 12 mounted at the level of the gas-filled element 8. The separator is connected to the nozzle 12, including a disk housing 13 with two central nozzles, divided into two sealed membrane cavities 14.
Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.
В исходном положении цилиндрический корпус 1 заполнен жидкостью на 80- 85% высоты (остальна часть его заполнена воздухом), при этом газонаполненный элемент 8, содержащий объем газа О удерживаетс в жидкости на заданном уровне с помощью решетки 7. При этом внутри корпуса 1 образуетс нелинейна колебательна система, в которой жидкость вл етс инерционным элементом, а наход щийс в ней газовый объем - упругим элементом. Динамический контакт между этими элементами колебательной системы жидкость - газ осуществл етс через эластичную пленку 9. Собственна частота колебаний такой колебательной системы, характеризующа область частот резонансных колебаний, св зана с параметрами упругоинерционных свойств системы соотношениемIn the initial position, the cylindrical body 1 is filled with liquid at 80-85% of height (the rest of it is filled with air), while the gas-filled element 8 containing a volume of gas O is kept in the liquid at a predetermined level using a grid 7. In this case a non-linear inside the body 1 is formed an oscillatory system in which the fluid is an inertial element and the gas volume contained in it is an elastic element. The dynamic contact between these elements of the liquid-gas oscillatory system is made through an elastic film 9. The natural frequency of oscillations of such an oscillatory system, which characterizes the frequency range of resonant oscillations, is related to the parameters of the elastic-inertial properties of the system
где f - резонансна частота колебаний системы , Гц;where f is the resonant frequency of oscillations of the system, Hz;
К - посто нна величина дл данной колебательной системы;K is a constant value for a given oscillatory system;
S - площадь сечени газового объема, см2;S is the cross-sectional area of the gas volume, cm2;
Q - объем газа в жидкости, см .Q is the volume of gas in a liquid, see
На чертеже приведена схема устройства , реализующего предлагаемый способ.The drawing shows a diagram of the device that implements the proposed method.
Устройство содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с герметичной крышкой 2 и днищем 3, частично заполненный жидкостью. К днищу 3 корпуса 1 подсоединен установленный концентрично ему цилиндр 4 меньшего диаметра с днищем 5, в котором расположен генератор 6 колебаний . В нижней части корпуса 1 размещена горизонтальна решетка 7. закрепленна на внутренней стенке корпуса, под которой расположен газонаполненный элемент 8, выполненный в виде герметичной полости из эластичной, упругой (например, резиновой ) пленки 9. Внутренн полость 1азона- полненного элемента 8 с помощью гибкой, например резиновой,трубки 10, закрепленной герметично в цилиндрической стенкеThe device comprises a vertical cylindrical body 1 with an airtight lid 2 and a bottom 3, partially filled with liquid. To the bottom 3 of the housing 1 is connected installed concentrically to him a cylinder 4 of smaller diameter with a bottom 5, in which is located the generator 6 oscillations. A horizontal grid 7 is placed in the lower part of the housing 1. Fixed on the inner wall of the housing, under which is located the gas-filled element 8, made in the form of an airtight cavity made of an elastic, elastic (for example, rubber) film 9. The internal cavity of the 1-element 8 is flexible eg rubber tube 10 sealed tightly in a cylindrical wall
3535
|п -р 5 Q h р| p - p 5 Q h p
Гц,Hz
00
5five
00
5five
где п - коэффициент адиабаты;where n is the adiabatic coefficient;
р - давление над свободной поверхностью жидкости, дин/см ;p is the pressure above the free surface of the liquid, dyne / cm;
S - площадь горизонтального сечени газонаполненного элемента, см ;S is the area of the horizontal section of the gas-filled element, cm;
Q - объем газа в жидкости, см ,Q is the volume of gas in a liquid, cm
h - высота столба жидкости над газовым объемом, см;h is the height of the liquid column above the gas volume, cm;
тt
р- плотность жидкости, г/см .p is the density of the liquid, g / cm.
Полученна колебательна система жидкость-газ со свободным размещением газового объема на заданном уровне в жидкости характеризуетс очень высокой чувствительностью , что обусловлено высокими упругими свойствами заключенного в жидкости газа и большой удельной поверхностью его динамического контакта с жидкостью.The resulting oscillating liquid-gas system with free placement of the gas volume at a given level in a liquid is characterized by very high sensitivity, which is due to the high elastic properties of the gas contained in the liquid and the large specific surface of its dynamic contact with the liquid.
Поскольку параметры п, р, р дл любой конкретной колебательной системы жидкость-газ вл ютс посто нными, при неизменной величине h соотношение (1) может быть преобразовано;Since the parameters p, p, p for any particular liquid-gas oscillatory system are constant, with a constant value of h, relation (1) can be converted;
f Sf S
- - -Q - - -Q
(2)(2)
n p где К-F - посто нна величина дл n p where K-F is a constant value for
данной колебательной системы жидкость- газ.This fluid-gas oscillatory system.
При включении генератора б колебаний возбуждаютс пульсации давлени в цилиндре 4, которые передаютс жидкости в корпусе 1 и через эластичную пленку 9 - наход щемус в ней газовому объему. В жидкости возбуждаетс динамическое давление , величина которого зависит от амплитуды внешнего вибровоздеистви (виброускорени ) и от степени согласовани частоты вибровоздействи с собственной частотой fc системы.When the oscillator b is switched on, the oscillations of pressure in the cylinder 4 are excited, which are transmitted to the liquid in the housing 1 and through the elastic film 9 to the gas volume contained in it. In a fluid, a dynamic pressure is excited, the value of which depends on the amplitude of the external vibration component (vibration acceleration) and on the degree of coordination of the frequency of vibration action with the natural frequency fc of the system.
Настройкой частоты генератора на частоту fc получают резонансный режим колебаний системы жидкость-газ, характеризующийс усилением интенсивности колебаний и резким возрастанием (в 4-6 раз) величины амплитуды волн динамического давлени в жидкости. При этом жидкость мгновенно турбулизируетс , захватывает газ, наход щийс в верхней части корпуса, и превращаетс в гомогенный гидрозоль, заполн ющий всю полость корпуса . Наличие газа в объеме жидкости дополнительно повышает чувствительность колебательной системы жидкость-газ, что вызывает увеличение амплитуды волн динамического давлени в жидкости, повышает интенсивность резонансных колебаний системы .By tuning the generator frequency to the frequency fc, a resonant mode of oscillations of the liquid-gas system is obtained, characterized by an increase in the intensity of the oscillations and a sharp increase (4-6 times) in the amplitude of the dynamic pressure waves in the liquid. In this case, the liquid is instantly turbulized, captures the gas in the upper part of the body, and turns into a homogeneous hydrosol filling the entire body cavity. The presence of gas in the liquid volume additionally increases the sensitivity of the oscillating system liquid-gas, which causes an increase in the amplitude of the dynamic pressure waves in the liquid, increases the intensity of the resonant oscillations of the system.
Получаемые внутри корпуса 1 пульсации давлени газожидкостной среды через патрубок 12 передаютс потребителю, который подключаетс к выходному патрубку разделител 13. Изменение частоты передаваемых потребителю пульсаций давлени производитс путем изменени собственной частоты колебаний системы жидкость- газ, дл чего с помощью системы 11 измен ют (увеличивают или уменьшают) количество газа внутри упругой оболочки 9 вThe pressure pulsations of the gas-liquid medium inside the housing 1 are transmitted through the nozzle 12 to the consumer, which is connected to the outlet nozzle of the separator 13. The frequency of the pressure pulsations transmitted to the consumer is changed by changing the natural frequency of the oscillations of the liquid-gas system, for which the system 11 is modified (increased or reduce) the amount of gas inside the elastic shell 9 in
соответствии с зависимостью (2) и подстраивают частоту генератора колебаний.according to dependence (2) and adjust the oscillator frequency.
Регулирование параметров резонансных пульсаций системы жидкость-газ (частоты , величины гидродинамического давлени ) может осуществл тьс также за счет изменени величины виброускорени при изменении амплитуды вибровоздействи .The adjustment of the parameters of the resonant pulsations of the liquid-gas system (frequencies, hydrodynamic pressure) can also be carried out by changing the magnitude of the vibration acceleration with a change in the amplitude of the vibration action.
Предлагаемый способ позвол ет значительно повысить интенсивность возбуждаемых резонансных колебаний давлени в гидромеханической колебательной системе . Это достигаетс за счет повышени чувствительности колебательной системы путем размещени в жидкости герметичного газового объема и использовани упругих свойств газа при динамическом взаимодействии его с жидкостью в услови х вибровоздействи на систему. Повышение чувствительности (добротности) колебательной системы позвол ет значительно увеличить амплитуду получаемых резонансных колебаний давлени . При этомThe proposed method allows to significantly increase the intensity of the excited resonant pressure oscillations in the hydromechanical oscillatory system. This is achieved by increasing the sensitivity of the oscillating system by placing a hermetic gas volume in a liquid and using the elastic properties of the gas when it dynamically interacts with the liquid under the condition of vibration in the system. Increasing the sensitivity (Q) of the oscillatory system allows a significant increase in the amplitude of the obtained resonant pressure oscillations. Wherein
также упрощаетс настройка системы на резонансный режим, снижаютс энергозатраты на получение резонансных колебаний давлени .It also makes it easier to set up the system for a resonant mode, reducing energy consumption for obtaining resonant pressure oscillations.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894715155A SU1733728A1 (en) | 1989-05-06 | 1989-05-06 | Method of creating pressure resonance oscillations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894715155A SU1733728A1 (en) | 1989-05-06 | 1989-05-06 | Method of creating pressure resonance oscillations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1733728A1 true SU1733728A1 (en) | 1992-05-15 |
Family
ID=21459015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894715155A SU1733728A1 (en) | 1989-05-06 | 1989-05-06 | Method of creating pressure resonance oscillations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1733728A1 (en) |
-
1989
- 1989-05-06 SU SU894715155A patent/SU1733728A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1008516, кл. F 15 В 21/12, 1980. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2089275C1 (en) | Apparatus for preparing disperse systems | |
US3567185A (en) | Fluid resonator system | |
DE3474064D1 (en) | Gas density transducer apparatus | |
SU1733728A1 (en) | Method of creating pressure resonance oscillations | |
SU1672018A1 (en) | Resonance hydraulic pulsating device | |
RU2033855C1 (en) | Resonance apparatus | |
RU1784284C (en) | Washing installation | |
RU2006280C1 (en) | Device for production of dispersion systems | |
SU1671241A1 (en) | Device for washing roots and tubers | |
SU1733071A1 (en) | Pulse-action reactor | |
RU2094826C1 (en) | Seismic source | |
SU1008516A1 (en) | Resonance oscillation producing method | |
Hansen | High-speed photographic studies of droplet formation at 20kHz ultrasonic atomization of oil | |
SU965495A1 (en) | Apparatus for producing dispersed system | |
RU2713987C1 (en) | Device for monitoring of limit level in reservoir and/or pipeline | |
SU1815167A1 (en) | Method of vibromachining workpieces | |
RU2006279C1 (en) | Device for saturating fluid with gas | |
SU1686326A1 (en) | Method of calibration of pressure gradient transducers | |
RU2053029C1 (en) | Generator of hydrodynamic oscillations | |
Gottlieb | Effect of air cavity on the annular drum | |
RU1795161C (en) | Method of varying channel hydraulic resistance | |
SU834457A1 (en) | Vibration liquid density meter | |
SU1638803A1 (en) | Acoustic transducer | |
RU2024337C1 (en) | Device for cleaning articles | |
SU1664359A1 (en) | Method and device for degassing a liquid |