Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике Применение теорииРазвитые выше соображения имеют большое значение для учета особенностей распространения звука в трубах. Если для измерительных целей надо создать плоскую волну в трубе (например, в акустическом интерферометре), то при низких частотах всякие неоднородности возбуждения начального сечения даваемой источником. Так, например, в трубе размером
Если в начальном сечении возбуждение происходит несимметрично относительно средней точки При желании внести затухание звука в трубах, например, в каналах вентиляции, сразу же можно сказать, что весьма целесообразно помещение звукопоглощающих веществ на боковые стенки, так как это будет очень сильно ослаблять все высшие моды колебания, распространяющиеся под углом к оси трубы, но на плоскую часть волнового движения в трубе (мода 0,0) этот материал влиять не будет, так как плоская волна не дает компонент скорости, нормальных к боковым стенкам. Чтобы вызвать ее затухание, необходимо любым способом нарушить плоский фронт волны. Повороты трубы, а также установленные в ней выступы, экраны и т. п. вызовут образование высших волновых мод; часть энергии плоской волны будет передана этим волнам и поглотится на боковых стенках при наличии на них звукопоглотителя. Развитые нами соображения существенны, в частности, для понимания работы ультразвукового интерферометра Пирса. В этом приборе пьезокварцевая пластинка, работающая в условиях самовозбуждения колебаний в ламповой схеме, излучает волны в трубу, снабженную плоским передвижным рефлектором. При резонансе столба жидкости или газа, когда на длине трубы укладывается целое число полуволн, и на поверхности кварца образуется максимум давления стоячей волны, труба оказывает сильную реакцию на автоколебательную схему, что приводит к ослаблению колебаний, и гальванометр в анодной цепи дает резкие минимумы тока. Интерферометр Пирса дает возможность измерить длину волны, а следовательно, и скорость звука. Подобная картина получится при "поршневых" колебаниях кварцевой пластинки, когда она излучает плоские волны. Но в кварцевых пластинках обычно возникают волны изгиба, интенсивность которых зависит от характера возбуждения и от соотношения ширины и длины пластинки с ее толщиной. Эти волны изгиба создадут высшие моды колебаний, дающие в трубе косые волны, для которых длина волны по оси трубы уже не будет равна
и будет больше Возникающие косые волны дадут резонанс при длине трубы
Рис. 36 Если в среде, заполняющей трубу, имеется затухание, то волны моды С помощью разобранной теории можно исследовать прохождение звука в трубе с заворотом. Точное решение этой задачи сложно и мы рассмотрим вопрос лишь качественно. Положим, что квадратная труба со стороной а имеет заворот под прямым углом (рис. 36) вдоль оси возникает сложная картина дифракции, в результате чего в сечении
Волновое число и, следовательно:
Если
т. е.
Наибольшую амплитуду в этом ряде имеют наоборот, будет распространяться, так как для нее При Отражение на завороте будет тем меньше, чем больше длина волны по сравнению с а, однако небольшое отражение наблюдается всегда и волна после заворота будет слабее, чем до него. Затухающие колебания с высшими модами, возникающие возле заворота, дают местное поле скоростей, обладающее некоторой кинетической энергией. Эта энергия, очевидно, отнимается от основной плоской волны в момент установления колебания. Следовательно, завороты как бы эквивалентны появлению некоторой "присоединенной" массы. В электрической линии это аналогично включению последовательно ряда индуктивностей (пупи-низированная линия). Вышеизложенные выводы не являются строгими и лишь качественно позволяют составить представление о ходе явления. Заключение о более свободном прохождении волн низкой частоты по трубе с заворотами прекрасно подтверждается опытом, так же как и сильное ослабление волн высокой частоты. Из развитых нами соображений ясно, что слой пористого материала (например, ткани), поставленный посреди трубы, вдоль ее оси, после заворота будет интенсивно поглощать звуковые волны, соответствующие всем высшим модам колебания компоненты, нормальные к стенке трубы (за заворотом). Ввиду этого звукопоглощающий материал, помещенный на стенке в области заворота, действует более эффективно, чем в прямой части, где идут плоские волны.
|
1 |
Оглавление
|