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 ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
8.1. Акустический глушитель шума реактивной струи ТРДПроведенные в последние годы исследования [8.3,8.9], позволили наметить принципиально новый, акустический метод снижения шума турбулентных струй. Было, в частности, установлено, что звуковое облучение может оказывать существенное влияние на аэродинамические и акустические характеристики турбулентных струй. Так, низкочастотное звуковое облучение струи при числе Струхаля В связи с этим представляется привлекательной идея использования звукового облучения струи для уменьшения излучаемого ею шума. Однако здесь возникает трудность, связанная с необходимостью установки на двигатель высокочастотного излучателя шума. В настоящей главе исследуются акустические характеристики модельных и натурных реактивных струй при воздействии на них шума, излучаемого несколькими расположенными вокруг основной струи параллельными струйками, диаметр сопел которых примерно на порядок меньше диаметра сопла основной струи, а скорость истечения равна скорости истечения газа из основного сопла. Такая система струй может быть реализована при истечении как основной струи, так и вспомогательных периферийных из одного ресивера (рис.8.1,а). Возможность снижения шума в такой системе по сравнению с шумом исходной одиночной струи основана на следующих соображениях. Как известно [8.1,8.3,8.9], максимум излучаемого турбулентной струей шума соответствует диапазону чисел Струхаля
При равной скорости истечения основной и периферийных струй Если диаметр периферийных струек в 10 раз меньше диаметра основной струи
т.е. шум, генерируемый периферийными струйками, воспринимается основной струей как высокочастотное возбуждение. 8.1.1. Модельные испытания холодных струй. Дальнее поле. Исследовались устройства, состоящие из основного сопла и нескольких периферийных сопел, расположенных по окружности вокруг основного (рис.8.1,б) сопла. Акустическая эффективность таких устройств определялась в заглушённых камерах на маломасштабной модели с Акустические измерения проводились с помощью электроакустической аппаратуры фирмы "Брюль и Къер". Микрофоны устанавливались в горизонтальной плоскости, проходящей через ось основного сопла, на дуге окружности с центром на оси в плоскости среза сопла. Радиусы этой дуги при модельных испытаниях составляли Первая серия экспериментов выполнялась на моделях, в которых вокруг основной струи диаметром При параллельности осей основной и периферийных струй плоскость среза периферийных сопел могла смещаться относительно плоскости среза основного сопла Измерения показали Рис. 8.1. (см. скан) Схемы исследованных трубчатых глушителей шума струй. С ростом Эффективность снижения шума при параллельном Измерения, проведенные при истечении периферийных струек только из трех трубок (остальные три трубки заглушены), показали, что эффект
Рис. 8.2. Спектры шума в дальнем поле струи: 1- исходная струя; 2- 6 периферийных сопел, в снижения шума сохраняется и в этом случае, причем на величину снижения шума не оказывает влияния азимутальное расположение действующих периферийных струек. Так, расположение периферийных струек как со стороны, где расположен микрофон, так и с противоположной стороны привело к практически одинаковому влиянию периферийных струек на шум (рис.8.3). Это свидетельствует о том, что наблюдаемое снижение шума струи не может быть связано ни с экранированием шума периферийными струйками, ни с рассеянием звука на них. В то же время уменьшение числа периферийных струек до одной или двух сопровождается резким снижением акустической эффективности рассматриваемого устройства. По-видимому, это обусловлено тем, что для реализации эффекта аэроакустического взаимодействия требуется достижение некоторого минимального уровня звукового давления, создаваемого воздействующими на основную струю периферийными струйками [8.3,8.9]. Измерения средней скорости потока, выполненные с помощью трубки Пито на оси основной струи на расстоянии от среза сопла
Рис. 8.3. Спектры шума в дальнем поле струи Таким образом, проведенные исследования показали, что предложенное устройство, основанное на принципе аэроакустического взаимодействия, обеспечивает некоторое снижение шума турбулентной струи. В зоне максимального излучения В описанной выше серии экспериментов имевшиеся модели не позволили выполнить параметрические исследования, направленные на поиск оптимального расположения периферийных струек относительно основной струи. Для этой цели была проведена вторая серия экспериментов на модели, в которой вокруг основного сопла диаметром Анализ спектров пульсаций давления в дальнем поле показывает, что и в этом случае наличие периферийных струек приводит к снижению уровней звукового давления во всем диапазоне частот, причем наибольшее снижение отмечается в области высоких частот (рис.8.4). Измерения при различных 8.1.2. Модельные испытания горячих струй. Дальнее поле. Измерения, проведенные на горячих струях, выполнялись на модели, в которой основная струя истекала из сопла диаметром
Рис. 8.4. Спектры шума в дальнем поле струи Помимо этого могло изменяться расстояние Измерения показали, что и на горячих струях Таким образом, на основании модельных испытаний предложенного шумоглушащего устройства можно сделать следующие выводы. Наличие периферийных струй приводит к снижению шума системы струй по
Рис. 8.5. Спектры шума в дальнем поле горячих струй сравнению с шумом исходной основной струи на величину до 8.1.3. Натурные испытания ТРД. Дальнее и ближнее поля. На основе анализа результатов модельных исследований был изготовлен 12 - трубчатый глушитель шума реактивной струи применительно к натурному двигателю. Общий вид этого глушителя показан на рис. 8.6. Газ из камеры смешения поступал как к основному соплу, так и к 12 периферийным соплам. Суммарная площадь выходного сечения составила Пересчет полученных результатов на условия взлета и посадки реального самолета в эффективные уровни воспринимаемого шума
Рис. 8.6. Натурный турбореактивный двигатель с многотрубчатым глушителем шума на акустическом стенде
Рис. 8.7. Спектры шума в дальнем поле двигателя на номинальном режиме работы. 1 - двигатель с серийным соплом, 2 - с трубчатым соплом показал, что использование акустического глушителя приводит к снижению шума в контрольных точках на следующие величины: сбоку от Необходимо отметить, что применение трубчатого сопла приводит также к снижению уровней пульсаций давления в ближнем звуковом поле двигателя Исследования дроссельных характеристик натурного двигателя с трубчатым и серийным соплами в закрытых боксах и термобарокамере показало, что трубчатый глушитель практически не ухудшает экономичности двигателя в стационарных условиях.
Рис. 8.8. Спектры шума в ближнем поле двигателя на номинальном режиме работы в точках с координатами (начало координат на оси выходного сечения двигателя) Однако выполненные расчеты показали, что в условиях полета следует ожидать увеличения удельного расхода топлива на В заключение отметим, что эффективность предложенного многотрубчатого глушителя шума реактивной струи, по-видимому, может быть повышена при увеличении уровня воздействующего на нее звука, что, в частности, можно достигнуть, если скорость истечения газа из периферийных сопел будет значительно превышать скорость истечения из основного сопла. Материалы этой главы опубликованы в статье [8.6].
|
1 |
Оглавление
|