过程流体声学共振 知识课件.doc

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文档介绍

PAGEPAGE9声学共振问题是一个出现在流体处理系统中的周期性机制,这是典型的管风琴行为,几乎出现在每一本物理教科书中。传统的驻波理论,讨论声音在液体媒体的速度(即声波速度)Vs与产生的声频Fa和波长I之间的关系,用以下表达式:  式中,Vs为音速或声速(英尺/秒),Fa?为声频率(CPS),l为驻波长(英尺)。  声速Vs?会随着介质的不同而变化,固体通常会有最高的速度,液体中的声速通常会较低,气体甚至会表现更低的速度。例如,表1总结了各种固体和液体中一些常见的声速值。表1各种固体和液体中的声速典型值固体中的声速在宽泛条件下都能保持恒定。这是由于实际材料密度ρsol和弹性模量E在广泛的条件下保持不变。任何固体中的声速可用下列表达式计算:  式中,Vs-sol为固体中的声速(英尺/秒),G为重力加速度(=386.1英寸/秒),E为弹性模量(磅/英寸2),ρsol?为固体材料密度(磅/英寸3)。  为了检查上式的有效性,可以查找材料的属性并代入到这个表达式中。例如,纯铜的弹性模量等于1580万磅/英寸2,密度为0.323磅/英寸3。可以计算:  计算值为11450英尺/分钟,与表1中所列铜的声波速度11670英尺/分钟相当。2%的变化是由于物理属性是三个显著数字的平均值。通过对比,实验结果提供了表1所列的声速。  液体中声速的计算公式基本相当。计算固体和液体中声速的区别是,固体的杨氏弹性模量是E,液体的体积模量是B。液体的压力和温度的变化,将通过在下面的表达式中使用实际流体操作条件下的体积模量和密度来补偿。  式中,Vs-liq为液体中的声速(英尺/秒),B为体积模量(磅/英寸2),ρliq为液体材料密度(磅/英寸3)。  如果润滑油在常压和60°F下,其体积模量为21.9万磅/英寸2,密度为0.0327磅/英寸3,声速计算如下:  油中的这个声速与表1中的值完全一致。下面

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