Движение тел под действием звука

ДВИЖЕНИЕ ТЕЛ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЗВУКА [c.198]

В гидравлике — разделе прикладной механики, из> чающем законы равно весия и движения жидкостей, — под термином жидкость> понимают как собственно жидкости, так и газы. При рассмотрении ряда теоретических вопросов используется представление о гипотетической, так называемой идеальной жидкости — абсолютно несжимаемой под действием давления, не изменяющей своего объема с изменением температуры и не обладающей внутренним трением между частицами. Реальные жидкости, подразделяемые на капельные и упругие, в той или иной мере сжимаемы и обладают вязкостью. Капельные жидкости (собственно жидкости) почти полностью несжимаемы, коэффициент их температурного расширения мал. Упругие жидкости (газы) характеризуются значительной сжимаемостью и относительно большим коэффициентом температурного расширения. Необходимо отметить, что движение жидкостей и газов подчиняется одним и тем же законам лишь до тех пор, пока скорость газа меньше скорости звука.— Ярил. ред. [c.11]

Заметим теперь, что вследствие истечения газа из области 1 — 2 (рис. 3.2), расположенной позади фронта сильной волны сжатия, давление в этой области со временем убывает. По указанной причине ударная волна, возникшая в неподвижном газе под влиянием единичного сжатия (например, взрыва или смещения поршня), всегда более или менее быстро затухает. И только в том случае, когда источник возмущения не прекращает своего действия, можно получить незатухающую ударную волну. Обнаруженное выше свойство ударных волн распространяться со скоростью, большей, чем скорость звука, приводит к тому, что незатухающие ударные волны образуются перед телом только в тех случаях, когда движение происходит со сверхзвуковой скоростью. Например, при движении в газе с постоянной сверхзвуковой скоростью твердого тела перед последним образуется ударная волна постоянной интенсивности, которая движется с той же скоростью, что и тело. [c.118]

При скорости газа, соответствующей значениям М>0,3 (М=ге /а, т — скорость газа, а—скорость звука в газе), в пограничном слое наблюдается значительное повышение температуры в результате действия сил внутреннего трения. Поэтому в расчете теплоотдачи необходимо учитывать фактор интенсивности диссипации энергии движения и сжимаемость газа, В этом случае местный коэффициент теплоотдачи, вычисляемый по формулам для несжимаемой жидкости, [c.177]

Поведение взвешенных частиц в колеблющемся газе можно рассматривать как результат действия следующих основных факторов 1) увлечения частиц в колебательное движение газа, 2) гидродинамических сил притяжения и отталкивания между частицами и 3) радиационного давления звука [c.169]

Определяя нагрузки, действующие на объекты при прохождении ударной волны, следует иметь в виду следующие свойства ударных волн, описанные в литературе скорость распространения ударных волн всегда больше скорости звука в невозмущенной среде на фронте ударной волны параметры состояния и движения среды изменяются скачком ударные волны сопровождаются перемещением среды в направлении распространения фронта возмущения скорость ударной волны зависит от ее интенсивности ударная волна не имеет периодического характера, а распространяется в виде одиночного скачка уплотнения при встрече проходящей волны с объектом ограниченных размеров происходит отражение и дифракция ударных волн при прохождении воздушной взрывной волны в грунте образуются ударные волны, которые взаимодействуют с объектом. [c.7]

Одним из простых случаев является звуковое поле круглого плоского пьезоэлектрического излучателя (раздел 7.2), Он колеблется с одинаковой фазой и амплитудой по всей поверхности и передает частицам граничащего с ним вещества свое собственное движение в виде колебаний (продольная волна) или сдвиговых колебаний (поперечная волна). Такой источник звука называется идеальным поршневым излучателем, поскольку в случае жесткой стенки он действует как колеблющийся поршень. В остальном он создает такое же звуковое поле, как и диафрагма того же размера, через которую проходит плоская волна (теорема Бабине, рис. 4.1), поскольку движение частиц в отверстии аналогично их движению на генераторе колебаний. [c.76]

С физической точки зрения сигнал всегда представляет собой какое-либо проявление сил природы механическое движение, электрический ток, распространение вещества, тепло, звук, свет, радиоволны и т. п. В химии и химической технологии для исследования гидродинамики рабочих сред (структуры потоков) в качестве сигналов используют распространение вещества. Поясним причину такого выбора. Известно, что в аппаратах химической технологии в результате действия кинетических, гидродинамических факторов, а также факторов тепло- и массообмена, в общем случае имеет место неравномерность распределения частиц среды во времени как по сечению потока, так и вдоль потока вследствие поперечного и продольного перемешивания. При этом степень неравномерности характеризует структуру среды или структуру реального потока. [c.46]

Аэродинамические излучатели. Действие аэродинамических излучателей заключается в том, что из сопла выпускается под давлением воздушная струя, приобретающая скорость, превышаю-ш гю скорость звука, в результате чего возникают периодические воздушные волны, приводящие в колебательное движение соприкасающиеся с ними предметы. К аэродинамическим относятся газоструйные излучатели и сирены. [c.122]

Звуковой ветер является гидродинамическим эффектом второго порядка, связанным с вязкостью среды, в которой распространяется звук. Появление постоянных потоков у излучателей, работающих на высоких частотах, связано как с поглощением упругих волн средой, так и с насосным действием поверхности колеблющегося излучателя при движении вперед поверхность вибратора отталкивает среду, я при движении назад не полностью ее увлекает. Таким образом, степень сжатия и разрежения среды перед колеблющейся на высокой частоте поверхностью оказывается неодинаковой. Перед излучателем при этом образуется область разрежения, куда притекают новые частицы, которые также вовлекаются в колебание, и т. д. [c.12]

Уже к концу первого тысячелетия нашей эры была не только уяснена связь горения и дыхания живых существ с воздухом, но и роль воздуха в распространении звуков. Об этом свидетельствует энциклопедия средневековых знаний — Книга Верных братьев тайного арабского общества, образованного в 950 г. во имя борьбы против усыновления науки религией. В Книге Верных братьев о воздухе сказано Воздух вызывает, как дух жизни, дыхание и теплоту сердца во многих местах, например в могилах и рудниках, он гасит огонь и душит человека, так что люди могут выжить, там, лишь если им подводится свежий и годный для дыхания воздух через, трубки и специальные приспособления. Как камень через свое падение вызывает волны воды, так получаются через удары колоколов и в воздухе движения, которые распространяются и воспринимаются как тоны различного рода в зависимости от того, состоит ли звучащее тело из золота, серебра, латуни, железа, сплавов олова с медью (но не из свинца). С помощью воздуха тоны действуют прямо на душу, поэтому (здесь к истине примешивается. [c.233]

Для защиты от аэродинамического шума на приемных и выхлопных воздуховодах вентиляторов устанавливают активные или реактивные глушители действие первых основано на поглощении звуков пористыми материалами, а вторых —на создании особого режима движения воздуха в расширительных камерах. Чаще применяют глушители активного типа. Они представляют собой куски цилиндрических или прямоугольных труб с размещенными в них пластинами в направлении движения воздуха, между которыми находится звукопоглощающий материал. В технике известно много конструкций активных глушителей их расчет довольно сложен, поэтому их часто подбирают экспериментально путем испытания фактической эффективности на месте установки. [c.173]

Хотя и не удалось обнаружить изменения в весе образцов полиамида 12, пробывших в воде первые два часа, tgo при этом увеличился от 0,033 до 0,045. В отличие от поликапроамида выдержка в воде в течение 24 ч не приводит к изменению скорости звука и динамического модуля упругости полиамида 12, хотя tgo при этом и возрастает. Видимо, пластифицирующее действие воды оказывается в этом случае более слабым и селективным. Возможно, что возрастание tg O связано с изменением характера движения кинетических элементов, содержащих амидные группы, в результате образования комплексов, состоящих из молекул воды и амидных групп. [c.192]

Линейные молекулы полимеров вследствие присущей им гибкости могут принимать различные конформации. По мере повышения температуры вещества они будут все более изогнуты вследствие тепловых движений сегментов, поэтому расстояние между их концами будет все более уменьшаться. Таким образом, во всем интервале Тс — Т будет происходить сокращение молекулярных тепловых пружин . Следовательно, если на полимер в высокоэластическом состоянии наложена внешняя сила, его обратимые деформации будут очень велики вследствие растяжения тепловых пружин . При снятии внешней нагрузки вследствие тепловых движений сегментов молекула полимера по истечении некоторого промежутка времени вернется в исходное состояние, т. е. деформации, обусловленные действием внешней силы, исчезнут. Но такой процесс характерен и для упругого тела. Следовательно, деформации полимера в высокоэластической области являются упругими, но восстанавливающимися не мгновенно (со скоростью звука), как у обычных упругих тел в твердом состоянии, а за некоторый промежуток времени. Эти деформации поэтому называют деформациями упругого последействия, или запаздывающей упругостью. Существует ли параметр, характеризующий величину запаздывающей упругости [c.57]

Как уже отмечалось, потеря мощности при детонационном горении объясняется значительным увеличением теплопередачи за счет роста скорости газов относительно стенок цилиндра. Вследствие этого, температура охлаждающей жидкости при детонации увеличивается, а температура выхлопных газов уменьшается [2]. Можно считать, что при детонации происходит практически мгновенное повышение давления в конце сгорания. Вследствие движения газа от области с высоким давлением к области с низким давлением образуются волны давления и часть энергии системы остается в форме кинетической энергии поступательного движения молекулярного потока (так как процесс выделения энергии происходит со скоростью, превышающей скорость звука). Вследствие этого энергия беспорядочного движения молекул, то есть среднее давление, используемое для совершения полезной работы, становится меньше. Газ на пути волн давления претерпевает периодические сжатия и расширения, что вызывает возвратно поступательное движение массы газа со значительными скоростями. Повышенная скорость движения газа у стенок камеры вызывает увеличение теплоотдачи и, вероятно, за счет этого происходят значительные тепловые потери. Высокочувствительные термопары, размещенные в стенках, были бы полезны при выяснении этого вопроса. Не следует также оставлять без внимания возможное действие, обусловленное направлением волн давления относите.льно движения поршня. [c.186]

Итак, можно сделать вывод, что для применимости оценки сечения рассеяния звука иа малых частицах (13.45), сделанной в предыдущем параграфе, нужно потребовать также выполнения неравенства (13.47), В противном случае рассеяние звука значительно ослабнет из-за движения тела под действием вязкой силы Стокса в такт с колебаниями среды. [c.198]

Такими переменными являются сопротивление движению, скорость движения, форма тела, которая может быть характеризована некоторыми абсолютными размерами и их отношением к некоторым другим длинам (например, форма эллипсоида может быть характеризована длиной наибольшей оси и отношением к ней других осей) и постоянными жидкости, т.е. плотностью, вязкостью и сжимаемостью. Вместо последней величины можно ввести скорость звука в жидкости. Мы предполагаем, что тяжесть в результат не входит, т.е. что тело находится в состоянии равномерного движения на постоянном уровне, и работы под действием силы тяжести не совершается. Формулируем задачу. [c.94]

Еще одно основное требование заключается в том, что молекулы воды не будут улетучиваться в космическое пространство В атмосфере всегда будет присутствовать некоторое количество водяных паров над жидкой водой, какими бы ни были температура и давление, и если силы тяготения не достаточно велики, то скорость, создаваемая тепловым движением, позволит отдельным молекулам проноситься вверх с такой высокой скоростью, что они скорее улетучатся в космическое пространство, чем упадут снова под действием силы тяжести. Вторая космическая скорость ракеты, запущенной с поверхности Земли, составляет примерно семь миль в секунду, тогда как при комнатной температуре средняя молекулярная скорость молекул воды немногим больше скорости звука около одной пятой мили в секунду. Но это только средняя скорость значительная часть молекул в атмосфере будет перемещаться с намного большей скоростью, особенно при более высоких температурах, но запас прочности достаточно велик, поэтому довольно незначительное число молекул размера Н2О, О2 или N2 теряются в пространстве. Более легкие молекулы, такие как Н2, перемещаются намного быстрее, поскольку более крупные молекулы, с которыми они сталкиваются, ударяют их сильнее вследствие своей большей массы (масса Н2 — 2, масса Н2О — 18, масса N2 — 28). Молекулы молекулярного или атомного водорода постоянно выталкиваются из атмосферы. С другой стороны, масса Луны, несмотря на свой довольно приличный размер, слишком мала, чтобы удержать какой-либо из распространенных газов в течение хоть сколь-нибудь длительного времени. Если там и могла существовать какая-то атмосфера, то она уже утеряна в течение многих миллионов лет, прошедших со времени ее образования. [c.79]

Рассмотрим последовательность событий при восприятии звука. Звуковая волна, пройдя наружное ухо, наталкивается на туго натянутую барабанную перепонку, приводя ее в движение (рис. 112). Барабанная перепонка связана с системой слуховых косточек среднего уха, которые передают звуковые колебания во внутреннее ухо — улитку. Слуховые косточки приводят в движение овальное окно, отделяющее перилимфу внутреннего уха от воздушного пространства среднего уха. Движение жидкости в вестибулярном и базилярном каналах внутреннего уха заставляет колебаться базилярную мембрану, следуя частоте и силе звука. Движение базилярной мембраны стимулирует рецепторные клетки, расположенные в кортиевом органе (не показан на рис. 112), в результате появляются потенциалы действия, передаваемые звуковыми слуховыми нервами в кору головного мозга- [c.252]

Но так как втекание происходит в том же направлении, что и вытекание, то импульсы суммируются и система имеет результирующий импульс. По закону Ньютона следует ожидать, что существует сила, вызывающая движение в направлении оси действия импульса. Отсюда можно заключить, что акустическое движение на этой оси достигает максимума при отсутствии радиального перемещения в направлении, перпендикулярном к этой оси. Такой характер движения говорит о существовании источников звука типа диполя. [c.206]

Звук вращения появляется вследствие того, что в любой точке ометаемой площади в плоскости вращения во время прохождения через нее лопатки на среду в абсолютном движении действует переменная сила, обусловленная разностью давлений по обеим сторонам лопатки (силовое излучение, излучение первого порядка) и происходит вытеснение воздуха лопаткой (источечное излучение, излучение нулевого порядка). Главную роль обычно играет силовое излучение. [c.340]

При дальнейшем уменьшении потребления газа давление в сети ( ще больше возрастет и становится выше рв — максимального давления, развиваемого машиной при данном числе оборотов. Тогда часть сжатого газа из сети поступает на рабочие колеса, производительность машины падает до нуля, она не нагнетает газ, а потребляет. Машина начинает издавать резкий свистящий звук, сильно вибрировать. Поскольку потребление газа не прекращается, то происходит опорожнение сети, и давление в ней быстро падает, становясь меньше рс —давления холостого хода (точка С). При этом давлении машина снова развивает большую подачу, соответствующую точке Е на рабочей характеристике. Емкость сети быстро наполняется, давление в ней возрастает выше рв, подача машины снова падает, и явление повторяется. Явление это носит название помпажа. Таким образом, помпаж —это неустойчивая работа машины, сопровождаемая в течение короткого промежутка времени резким изменением производительности и движением газа в машину. Помпалс сопровождается вибрацией машины, усилением шума и нагрева при ее работе. Работа машины в зоне помпажа не допускается. Поэтому центробежные машины оснащают анти-помпажными устройствами. Наиболее простым способом предотвращения помпажа является выпуск сжатого газа в атмосферу или на всасывание машины, осуществляемый автоматически. В некоторых машинах к напорному трубопроводу подключен регулятор количества, который посредством сервомотора воздействует на ан-типомпажный клапан. Регулятор количества вступает в действие при уменьшении производительности машины до минимально допустимой, т. е. Qв. [c.274]

По природе сигналы и другие раздражители, поступающие к человеку от машины, среды, могут быть естественными (движение и видимое изменение состояния тел, звук, свет, стук, тепло, напряжение мышц, боль, тактильное прикосновение и др.) и искусственными (показания контрольно-измерительных приборов, загорание ламночек, действие звонков, сирен и т. д.). Первые воспринимаются непосредственно от работающей машины вторые передают человеку по проводам, трубкам, эфиру закодированную информацию от различных индикаторов, с экранов, дисплеев и др. Эта информация предназначена, подготовлена для оператора. Она отражает состояние тех звеньев, параметров и свойств подконтрольных объектов, с которыми он непосредственно работает. Достоверность, полнота и своевременность восприятия оперативной информации на сенсорном входе, переработка ее, принятие решения (функции внимания, памяти, мышления) и реализация решения в виде моторного выхода определяют надежность и безопасность деятельности оператора. [c.139]

Техническая гидроаэромеханика изучает законы движения, относительного покоя и взаимодействия жидкости с твердыми телами, которые либо находятся в ней, либо ее ограничивают. Под жидкостью понимают такую материальную среду, медленная деформация которой при постоянном объеме возможна под действием ничтожно малых сил. Жидкости делятся на два класса малосжпмае-мые — капельные и сжимаемые — газы. При движении газон со скоростями, значительно меньшими скорости звука, сжимаемостью газа можно пренебречь, В этом случае при исследовании движения газов применяют уравнения движения капельных жидкостей. [c.8]

Ячейка Польмана [1202, ]203, П38] представляет собой заполненную жидкостью чашку, в которой взвешены очень мелкие листовые чешуйки алюминия (диаметром 10—20 мкм). В ультразвуковой волне на эти диски, малые по размерам по сравнению с длиной волны, действуют силы, которые пытаются их ориентировать перпендикулярно к направлению звука. Такой эффект используется также на дисках Рэлея, подвешенных на нити, для абсолютного измерения интенсивности звука в жидкостях или газах. Против ориентирующего действия звуковой волны на эти чешуйки в ячейке действует нерегулярное броуновское движение молекул, так что в диаиазоне интенснвзюстей звука около 1 10 чешуйки ориентируются тем полнее, чем выше интенсивность. Если посмотреть в ячейку против направления звука и осветить суспензию, тсГ под соответствующим углом места с большей интенсивностью будут выглядеть более светлыми, так как ориентированные чешуйки лучше отражают свет. [c.299]

В одной из последних работ [141] изучалось развитие предпробивных явлений в тщательно очищенной (деионизованной) воде, применяемой в качестве диэлектрика в современных импульсных накопителях энергии. С помощью интерферометра Маха — Цендера, электронно-оптического преобразователя и высокоскоростной фоторегистрации изучено изменение распределения поля в разрядном промежутке непосредственно перед пробоем и обнаружено возникновение зон интенсивного оптического возмущения на расстоянии около 200 мкм от катода и шириной около 100—150 мкм, распространяющихся со скоростью звука от катода к аноду. При достижении одной из зон анода развивается разряд к аноду и устанавливается окончательный пробой разрядного промежутка. Морозов и Кучинский [141] полагают, что наиболее возможной причиной распространения таких пред-пробойных зон возмущения в воде является движение в канале возмущения под действием электрического поля отрицательного заряда, возникшего в диэлектрике в результате инжекции электронов с катода и их захвата молекулами воды. Однако сам механизм такого движения, происходящего со скоростью звука, пока не ясен. Возможно, он сопровождается эстафетной передачей электронов от молекулы к молекуле и распространением вследствие этого ударной волны за счет динамических усилий в головке канала возмущения. [c.154]

Через образовавшееся отверстие наружу вышло большое количество газа. Вскоре из него образовалось облако, которое воспламенилось от технологической печи. Перед тем как был обнаружен прорыв газа, раздался звук, похожий на глухой удар, за которым последовало шипение. Оба вида шума были весьма неожиданными и это насторожило многих работников завода. Газовое облако, похожее на облако пара, было обнаружено на участке между ректификационными колоннами и компрессорной. Выброс газа был огромным. В месте выброса высоста газового облака достигла 12—15 м. Газовое облако прошло над ректификационным оборудованием, которое находилось на открытой площадке, затем распространилось по земле по направлению ветра. За 2 миа это облако под действием ветра достигло печи пиролиза, находившейся в 160 м от места выброса. Край облака загорелся и пла1мя через облако достигло места Выброса газа. В качестве вторичного явления возникло турбулентное движение газа, в результате которого образовалась взрывоопасная смесь последовал взрыв, а после него — по жар. По сообщению специалистов, первый эпицентр взрыва находился в подвале компрессорной. [c.84]

Принцип действия звукового сигнала заключается в следующем при закрытом вентиде кислородного баллона или при давлении в нем менее 35—20 кгс/см клапан 4 (рис. 10) под действием пружины 7 плотно перекрывает отверстие 10, при вдохе газовая смесь из дыхательного мешка проходит через щели 6 а 9 корпуса 2 клапана 4, приводит в колебательное движение металлические пластинки 8, которые издают звук. [c.74]

Преграда, встречающаяся на пути распространения водны, испытывает действие давления волны и потока воздуха, аналогичное давлению ветра. Скорость распространения сильной ударной волны в начальное врёмя, как правило, значительно превышает скорость звука, а скорость движения воздуха в волне достигает тысячи метров в секунду. По гидродинамической теории взрыва давление в сферической ударной волне быстро падает с увеличением ра-52- [c.52]

Еще один, любопытный пример природного явления, которое тоже объясняется действием хронального поля, дают нам так называемые электрофонные болиды. Как известно, если мы услыщали свист пули или снаряда, то кланяться поздно, ибо пуля уже пролетела, так как звук следует за нею. Болиды и метеориты обычно имеют тоже сверхзвуковые скорости, но некоторые из них заранее предупреждают о своем появлении звуком, что трудно было объяснить такие болиды назвали электрофонными. Однако причина вовсе не в электричестве, а в хрональном поле болида оно издали заряжает молекулы воздуха, которые приходят в движение, расталкиваясь, что и создает наблюдаемый звуковой эффект. [c.385]

Шум. Воздействие шума на человека зависит от количества Энергии, которое переносят звуковые волны, и от частоты этих волн. Общее Количество звуковой энергии, излучаемой источником звука в единицу времени, определяет его звуковую мощность. Количество энергии звуковых в олн, приходящееся на единицу площади поверхности, расположенной пер пендику-лярно к движению волны, показывает силу (интенсивность) звука. Изменение давления среды под действием звуковых волн характеризует звуковое давление. Именно эту величину определяют с помощью измерительной аппаратуры. [c.171]

Характерное время процессов, выводящих молекуляр-систему из равновесного состояния, зависит от конкретного тнпа возмущающего действия и может изменяться Р очень широких пределах. Разберем наиболее простой пример механического возмущения равновесной системы. Проще всего механически подействовать на газ движущимся поршн (рнс. 7). Еслн вдвигать поршень относительно медленно, то система в целом будет оставаться равновесной, давление и температура будут одинаковыми во всех частях сосуда, а распределение частиц по энергиям будет оставаться больцмановским, как и в случае неподвижного поршня. Физически очевидно, что должен существовать диапазон скоростей движения поршия, при которых равновесие в системе не будет успевать устанавливаться. Согласно сформулированному критерию сопоставления характеристических времен, для создания неравновесного распределения поршень должен ударять по молекулам газа чаще, чем они сталкиваются друг с другом. Такая ситуация будет иметь место, если поршень проходит межмолекулярпое расстояние быстрее, чем это делает сама молекула газа. Средняя скорость хаотического теплового движе ни я молекул газа близка к скорости звука в нем, — это естественно, поскольку в идеальном газе нет дальнодействующих сил и передача энергии н импульса происходит только непосредственно при соударениях. Соответственно звук (колебания давления) распространяется в газовой среде примерно с той же скоростью, с какой движутся сами молекулы. Если поршень движется со скоростью, меньшей скорости звука в среде, от него распространяется обычная звуковая волна сжатия. Если же поршень вдвигать в сосуд быстрее скорости звука, то ситуация становится принципиально неравновесной и возникает интереснейшее явление — ударная волна. Основная особенность ударной волны — скачкообразное изменение параметров газа давления, плотности, температуры. На рнс. 7 приведены также профили давления в обычиой звуковой и в ударной волнах. [c.53]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология