Звуковые волны в трубопроводах

При математическом описании движения жидкостей возникают задачи двух типов. Задачи первого типа относятся главным образом к истечению несжимаемой жидкости из баков, прохождению ее по трубопроводам, через клапаны и другие устройства. Подобные гидравлические цепи наиболее просто и удобно описываются при помощи уравнения Бернулли и закона сплошности. Задачи второго типа возникают при сжимаемости жидкости или содержащих ее сосудов и трубопроводов. В данном случае возможны вибрация, образование звуковых волн и их распространение в жидкостях или трубопроводах. Задачи этого типа решают при помощи уравнений волновых движений. В результате оказывается возможным предсказать появление бегущих или стоячих волн в трубопроводах и технологических аппаратах. [c.11]

ЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ В ТРУБОПРОВОДАХ [c.185]

Входной и выходной патрубки буферной емкости следует располагать под углом друг к другу, избегая распространения прямой или круто отраженной акустических волн из одного патрубка в другой. При осевом положении входного патрубка выходной следует помещать перпендикулярно к оси емкости (см. рис. IX.42). Буферные емкости шаровидной формы (см. рис. IX.43) способны более полно гасить колебания давления, чем цилиндрические. Принцип действия акустического фильтра основан на интерференции звуковых волн. Простейшим акустическим фильтром (резонатором) служит параллельный трубопровод (обычно небольшого сечения), длина которого отличается от основного на половину длины звуковой волны той частоты, которую требуется погасить. В отличие от буферной емкости, акустический фильтр, показанный на рис. VI,42, разделен перегородкой на две неравные полости, сообщающиеся посредством труб, открытых с концов и с отверстиями по длине. Такие же отверстия имеют концы входной и выходной труб, введенных в противоположные [c.275]

В разд. 6.4 расчет передаточных функций длинного трубопровода проведен без учета гидравлического сопротивления. Рассмотренный в этом разделе пример показывает, какое влияние в переходном процессе оказывают возникающие в трубопроводе звуковые волны, и дает возможность получить качественное представление о том, когда и с какой точностью можно рассматривать такие трубопроводы как емкости с сосредоточенным объемом. [c.175]

Если длина трубы мала по сравнению с длиной бегущей в жиа-кости звуковой волны, то гиперболическую форму реш.ения уравнения волновых движений можно аппроксимировать конечным числом членов разложения бесконечного ряда гиперболических синуса и косинуса. Беря первые пять членов каждого ряда и оценивая остаточный член и быстроту сходимости ряда в зависимости от параметра п, в свою очередь являющегося функцией длины линии L, можно получить уравнения, связывающие давление и поток. При этом длинный трубопровод может быть аппроксимирован при помощи коротких трубопроводов. Для вывода уравнения короткого трубопровода используют соотношения [c.136]

Покажем на нескольких типичных примерах применение уравнений динамики, выведенных в предыдущих разделах. Прежде всего рассмотрим, каким образом динамика давления и потока зависит от конечной скорости распространения возмущений давления (звуковых волн). Проведем анализ системы переноса газообразного вещества по трубопроводу, обладающему пренебрежимо малым гидравлическим сопротивлением и незначительным перепадом высот, с целью установления динамической связи между давлением и расходом в начале и конце трубопровода. [c.185]

В большинстве технологических установок влияние длинных трубопроводов на динамические свойства контуров регулирования чаще всего определяется объемной емкостью и гидравлическим сопротивлением этих трубопроводов. Инерционность жидкости обычно имеет значение только в области высоких частот, которые, как правило, не характерны для динамики замкнутых контуров регулирования. Последнее объясняется тем, что время, необходимое для прохождения звуковой волной по всей длине трубопровода, оказывается значительно меньше постоянных времени остальных процессов в контуре регулирования. [c.195]

В газах и жидкостях, заполняющих аппараты и трубопроводы технологических установок, могут возникать звуковые волны. В частности, в аппаратуре, имеющей определенную геометрическую форму, может наблюдаться явление резонанса и связанное с ним нарушение хода технологического процесса. Звуковая энергия, распространяющаяся в жидкости, воспринимается также трубопроводами и аппаратами, поскольку жидкость соприкасается с ними. Это может привести к появлению бегущих и стоячих волн в трубопроводах и в материале их стенок. [c.71]

Если длина звуковой волны велика по отношению к диаметру трубы (т. е. X 0>1), то скорость распространения звука в этой трубе будет такая же, как и в однородной среде или в среде, не содержащей воздушных пробок. В общем случае это справедливо для промышленных трубопроводов. [c.137]

Коагуляция чаще всего происходит в результате столкновения частиц под влиянием гидродинамических сил и броуновского движения иногда она наблюдается при воздействии на аэрозоль звуковых волн и электрических зарядов. Частицы пыли, выходящие из технологического агрегата с определенной крупностью, проходя по трубопроводам и через аппараты предварительной очистки, в ряде случаев существенно укрупняются, что положительно сказывается на работе фильтра. Этим свойством в значительной мере обладают окислы металлов (свинца, цинка, меди, железа), сажа и некоторые другие вещества. Подробно вопросы коагуляции взвешенных частиц рассмотрены в работе [108]. [c.16]

Экспериментальная переходная функция процесса перемещения сыпучих материалов в пневмоподъемнике при единичном возмущении показана на рис. 1-29. Запаздывание и постоянная времени объекта (т = 0,08 сек, Т = 0,2 сек) сравнительно малы (I = ВО м). Это объясняется высокой скоростью распространения звуковой волны и относительно малой емкостью трубопровода по отношению к расходу воздуха. [c.84]

Принцип работы акустического расходомера заключается в следующем в трубопроводе устанавливаются пьезоэлементы из пьезоэлектрического или магнитострикционного материала. Электронный коммутатор попеременно подключает пьезоэлементы к импульсному генератору и усилителю с фазометром-индикатором. Таким образом, пьезоэлементы попеременно работают как излучатели и приемники ультразвуковых волн, распространяющихся в среде, протекающей в трубопроводе, причем если в одном случае звуковые волны распространяются по течению жидкости, то в другом — против течения. [c.231]

В основе импедансного метода лежит измерение мех. сопротивления (импеданса) изделий преобразователем, сканирующим пов-сть и возбуждающим в изделии упругие колебания звуковой частоты, этим методом выявляют дефекты (площадью 15 мм ) клеевых, паяных и др. соединений, между тонкой обшивкой и элементами жесткости или заполнителями в многослойных конструкциях. Анализом спектра колебаний, возбужденных в изделии ударом, обнаруживают зоны нарушения соединений между элементами в многослойных клееных конструкциях значит, толщины (метод своб. колебаний). Акустико-эмиссионный метод, основанный на контроле характеристик упругих волн, к-рые возникают в результате локальной перестройки структуры материала при образовании и развитии дефектов, позволяет определять их координаты, параметры и скорость роста, а также пластич. деформацию материала, используют для диагностики сосудов высокого давления, корпусов атомных реакторов, трубопроводов и т.д. [c.29]

Другим предельным случаем можно считать трубопроводы со значительным гидравлическим сопротивлением, когда силы, вызывающие перемещение пара или газа против гидравлического сопротивления, пренебрежимо малы. В этом случае звуковые волны не возникают (происходит их быстрое затухание), и переходный процесс определяется прежде всего распределением емкости и сопротивления вдоль трубопровода. При анализе подобных случаев имеет смысл в уравнении движения опустить члены, которые представляют силы инерции. Такое упрощение допустимо также в случаях, когда гидравлические со-гфотивления сравнительно малы, однако переходные процессЕЛ, происходящие в контурах регулирования, будут при этом относительно медленными, т. е. в тех случаях, когда представляет интерес лишь область низких частот. Такие случаи в инженерной практике встречаются очень часто. [c.175]

Если жидкость представляет собой газ или воздух, возможны следующие два случая медленное сжатие или расширение, соответствующее изотермическому процессу, и быстрое сжатие или расширение, отвечающее адиабатическому процессу. При расчете гидравлической емкости цепи, обычно необходимом для проектирования трубопроводов низкого давления, в общем случае принимают, что процесс протекает изотермически. Определение гидравлической емкости цепи на основе адиабатического процесса должно применяться в тех случаях, когда для рассматриваемых давлений и жидких сред возможно образование волны сжатия в области звуковых частот. Как при изотермическом, так и при адиабатическом процессах исходят из идеального газа и определения гидравлической емкости цепи как отношения Q [c.102]

Звуковой эффект детонации обязан вибрациям стенок камеры сгорания, вызванным ударами об эти стенки детонационной и ударных волн. Однако при отсутствии детонации вибрации стенок камеры сгорания двигателя, вызываемые воспламенением смеси при нормальном сгорании ударами при посадке клапанов, ударами струи выхлопных газов о стенки выхлопных трубопроводов и ударами движущихся деталей двигателя в силу наличия зазоров между ними, в свою очередь создают звуковой эффект, характеризующийся спектром частот широкого диапазона. Эти удары сопровождаются сильным шумом, который затрудняет восприятие звукового эффекта детонации. Частота вызванных детонацией колебаний находится в самых различных соотношениях с частотами вибраций нормального сгорания. Все это приводит к тому, что можно обнаружить звуковой эффект только при сильной детонации, особенно на двигателях большой размерности. В связи с этим звуковой эффект детонации не может служить способом объективной оценки ее интенсивности, он позволяет обнаружить ее лишь при сравнительно большой интенсивности и значительно заглушенном шуме выхлопа двигателя. [c.244]

Предполагается следующий сценарий развития событий. После начала процесса истечения в трубопроводе возникают волны понижения давления, распространяющиеся вверх и вниз по потоку газа. Само истечение газа происходит в зависимости от газодинамических условий либо в звуковом, либо в дозвуковом режиме. Через некоторое время (задаваемое пользователем) после начала истечения отключаются компрессорная станция, если таковая имеется, или иной источник питания. Затем по командам защиты срабатывают (или не срабатывают) отсекающие краны, локализующие место аварии, и истечение газа происходит в дальнейшем только из отсеченного участка. Расчеты ведутся либо до [c.42]

Возбудителями шума могут также служить волновые процессы 3 нагнетательном трубопроводе (на выходе насоса) при наличии в них местных сопротивлений. Характер и частотный спектр пульсаций давления на выходе насоса и вибраций напорного трубопровода и сопровождающие их звуковые колебания определяются Б основном упругостью жидкости и некоторыми конструктивными параметрами гидросистемы. При известных условиях такой процесс может привести к разрушительным для насоса последствиям. Вероятность этого особенно реальна в том случае, когда на начальном участке нагнетательного трубопровода расположены на некотором расстоянии от насоса какие-либо емкости (фильтры, гидроаккумуляторы, расширенные каналы), при прохождении которых повышается скорость волны пульсирующего давления. [c.481]

Система включает акустические датчики, устанавливаемые на трубу про -дуктопровода. При возникновении свища вытекающая струя продукта создает внутри трубопровода звуковую волну, которая распространяется в обе стороны по трубопроводу, принимается находящимися на краях охраняемого участка датчиками и преобразуется в соответствующие электрические сигналы. Сиг -налы по кабелям поступают на вход блока анализа, содержащего специализированное вычислительное устройство, которое реализует алгоритм выделения звука утечки из фоновых шумов перекачиваемого продукта и формирует аварийный сигнал, преобразуемый блоком сопряжения и управления в сообщение, передаваемое по штатной линии телемеханики на пульт диспетчера линейно-производственного управления. Система обеспечивает также определение момента прохода очистного поршня через контролируемый участок и передачу этой информации на пульт диспетчера. [c.275]

Шумом называется беспорядочное сочетание звуков (звуковых волн) различной интенсивности и частоты. Различают ударный, механический и аэро-, газо- и гидродинамический шум. Ударным шумом с0пр01в0ждаются ударные технологические операции ковка, штамповка, клепка. В химических производствах такой шум встречается редко. Механический шум происходит при трении и биении узлов и деталей машин и механизмов (движущихся и вращающихся частей компрессоров, насосов, вентиляторов, двигателей, центрифуг, дробильного и просеивающего оборудования, вальцев, каландров и др.). Аэро-, газо- и гидродинамический шум широко распространен в химической промышленности. Он возникает в аппаратах и трубопроводах при больших скоростях движения воздуха, газа или жидкости и при резких изменениях направления их движения и давления. Характеристика шума определяется частотой, мощно-стью и силой звука. [c.293]

Это уравнение можно непосредственно интегрировать, и Лапл дает несколько интегральных форм. С помощью обычного метода нахождения максимума легко показать, что максимальный поток получается опять-таки тогда, когда скорость на выходном конце трубопровода равна скорости звука для случая адиабатного сжатия (или расширения) звуковой волны. [c.413]

В течение одного оборота воздуходувка подает газ неравномерно. Во всасывании давление колеблется от нуля до максимума, а в напоре—даже от довольно значительной отрицательной величины до максимума. Колебания давления во всасыэании и нагнетании являются источником звуковых волн. Так как интенсивность звука достигает 120—130 дб, в трубопроводе необходимы звукоглушители. Глушители нагнетательной стороны воздуходувки особенно необходимы для всасывающей системы, поскольку колебания звука здесь более велики. Фирма Хартманн-Оффенбах путем измерений выявила характеристику звукового спектра воздуходувки системы Руте (рис. 106, кривая А). При определенной частоте кривая интенсивности звука достигает максимума, затем падает в обе стороны, но по направлению к более низкой частоте круто, а в обратном направлении — более полого, до тех пор пока не установится почти на одном уровне. Поставщики воздуходувок в большинстве случаев используют адсорбционные глушители, особенно хорошо действующие при высоких частотах. [c.149]

Сирена работает следующим образом. Воздух от компрессора подается через систему трубопроводов в сопло с резонатором, помещенные в камеру вторичного резонатора, расположенную в центре рупора. Создаваемые системой сопло-резонатор звуковые волны поддерживаются и усиливаются в камере вторичного резонатора и попадают в рупор. В большинстве конструкций многосвистко-вых статических сирен обычно используют четыре п больше отдельных свистков. В статических сиренах предусмотрена возможность регулировки размеров камеры вторичного резонатора, в результате чего, подобрав оптимальные условия, можно повысить излучаемую мощность и к. п. д. статических сирен. Конструкции статических сирен позволяют менять и регулировать сопла резонаторов в ходе работы, с внешней стороны сирены, без разборки прибора. [c.100]

Определение утечек с помощью электронных галоидных течеискателей (0,0005 кг/год) высокой чувствительности. Принцип действия таких течеискателей основан на свойстве фреонов резко увеличивать ионную эмиссию накаленной платиновой поверхности. При наличии в воздухе галоидосодержащнх паров ионный ток резко возрастает и после усиления измеряется выходным прибором, на шкале которого индицируется величина утечки. Существуют и автоматические установки для непрерывного дистанционного контроля и сигнализации об утечках фреона. Установка, изготовленная в ГДР, применена на рыбоморозильных траулерах типа Прометей , оснащенных холодильными установками на Я22 с разветвленными системами трубопроводов. Работа газоанализатора установки основана на избирательном поглощении инфракрасного излучения газами в диапазоне волн от 2 до 15 мкм. При обнаружении утечки фреона на мнемонической схеме подаются световой и звуковой сигналы. [c.323]

В некоторых зарубежных сообщениях эти насосы называют звуковыми. Такое название обусловлено способом передачи энергии от источника колебаний — вибратора к рабочему органу. Энергия колебания со скоростью звука передается по материалу трубопровода. Показанные на рис. 1, б и е схемы насосов конструкции Э. Б. Чекалюка и А. Бодине (США) имеют аналогичные конструкции и состоят из источника колебаний 1, пружинного амортизатора 2, колонны водоподъемных труб 3, клапанов 4 и направляющих 5. Особенностью конструкции насоса Э. Б. Чекалюка является наличие резонансного столба жидкости, заключенного между клапанами. Такая конструкция по мнению автора позволяет наиболее полно использовать энергию, передающуюся от генератора колебаний к столбу жидкости. Проведенные опыты показали, что для полного использования колебательной энергии необходимо иметь не один, а несколько резонансных- столбов, расположенных вдоль колонны водоподъемных труб. Автором была предложена оригинальная конструкция компенсатора, основанного на использовании взаимодействия стоячих продольных волн в двух трубопроводах различной длины. Компенсатор надежно предохраняет обсадную колонну от воздействия вибрации. Э. Б. Чекалюком впервые были отмечены изменения в подаче при транспортировании воды и нефти [c.35]

Резонанс — повторение колебательных движений, звуковых, механических, электрических, вызываемых рашространением соответствующих волн. Явление резонанса в строительной тех1нике, машиностроении может привести к разрушению конструкций в результате сложения сил напряжения конструкции и резонансных сил, действующих в том же направлении. Вибрация, передающаяся на трубопроводы, служащие обвязкой в регуляторных и компрессорных станциях, может быть разрушительной, если не предусмотрены меры, ликвидирующие, или гасящие вибрацию. [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология