Los emisores de chorro de gas son generadores de oscilaciones acústicas creadas por pulsaciones en un chorro de gas de alta velocidad cerca de obstáculos (resonadores, cuñas o membranas). El régimen de flujo pulsante se debe a las autooscilaciones emergentes y conduce a la compresión y rarefacción periódicas del gas , irradiado en forma de ondas acústicas.
Los generadores de sonido por chorro de gas son generadores mecánicos de sonido y ondas ultrasónicas que no tienen partes móviles, cuya fuente de energía es la energía cinética del chorro de gas. [1] Hay varios tipos de GGZ:
El silbato (emisor de chorro de gas) es un dispositivo que convierte la energía cinética del chorro en energía de vibraciones acústicas. El principio de funcionamiento del silbato se basa en la aparición de procesos de autooscilación en el chorro y el espacio circundante cuando el chorro interactúa con bordes afilados o con una cavidad resonante. En los silbatos, a diferencia de las sirenas, no hay partes móviles, por lo que tienen un diseño más simple, confiable y fácil de usar.
Los silbatos son de gas y líquido .
Tres tipos de silbatos son los más comunes: silbatos de vórtice, silbatos de Galton y varias variedades de silbatos de boca.
Un silbato de vórtice es una cámara cilíndrica en la que se alimenta el fluido de trabajo a través de un tubo ubicado tangencialmente. El flujo de vórtice resultante ingresa a un tubo de salida de menor diámetro ubicado en el eje , donde la intensidad del vórtice aumenta bruscamente y la presión en su centro se vuelve mucho más baja que la atmosférica . La diferencia de presión se iguala periódicamente debido a la penetración de gases de la atmósfera en el tubo de salida y la destrucción del vórtice.
La potencia de los silbatos de vórtice en el rango ultrasónico (hasta 30 kHz ) suele estar en la región de varios vatios . Los silbatos de vórtice se utilizan en quemadores de gas , para atomizar combustible en boquillas o para procesar lodos . Los silbatos de vórtice líquido se utilizan para hacer emulsiones .
El silbato de labios consta de una boquilla de hendidura y una cámara resonante (la mayoría de las veces del tipo cilíndrico, aunque existen otros).
El aire suministrado a la boquilla se divide por el borde afilado del resonador en dos corrientes. Uno ingresa al ambiente externo y el segundo ingresa a la cámara del resonador, aumentando la presión en él. A ciertos intervalos, dependiendo del tamaño de la cámara y las propiedades del medio, la presión en la cámara excede un determinado valor crítico y el medio sale de la cámara, destruyendo el primer flujo. Como resultado, surgen compresiones y rarefacciones periódicas, propagándose en el medio en forma de ondas acústicas. Normalmente, los silbatos de boca funcionan con una potencia acústica del orden de un vatio. Hay diseños que te permiten obtener una potencia de hasta varios kW.
De los silbatos líquidos, los tipos de placa y varilla son los más utilizados. (para más detalles, véase Emisor hidrodinámico)
Siren es un emisor acústico, cuya acción se basa en bloquear el flujo de gas o líquido. Según el principio de funcionamiento, se dividen en dinámicos ( giratorios ) y pulsantes. En las sirenas pulsantes, el flujo está bloqueado por un amortiguador que se mueve alternativamente usando un transductor magnético o electrodinámico .
Las sirenas dinámicas más comunes. Se dividen en radiales y axiales. En el primero, el flujo se dirige a lo largo del radio perpendicular al eje, en el segundo, el flujo coincide con el eje de rotación. En las sirenas axiales, un disco con orificios ( rotor ) gira en relación con un disco fijo ( estator ). En las sirenas radiales, el rotor y el estator son dos superficies coaxiales (generalmente cilíndricas). El rotor es movido por un motor eléctrico o turbina . El aire que ingresa a las aberturas del rotor y el estator se interrumpe periódicamente, creando compresión y rarefacción periódicas en el ambiente externo. La frecuencia del sonido está determinada por la frecuencia de los agujeros en el rotor y el estator y la velocidad del rotor. La gama de frecuencias de las sirenas utilizadas en la práctica es de 200 Hz a 100 kHz, pero se conocen sirenas que funcionan a frecuencias de hasta 600 kHz. La potencia de la sirena puede alcanzar decenas de kW.
Las sirenas aerodinámicas se utilizan con fines tecnológicos y de señalización ( coagulación de aerosoles finos , destrucción de espuma, deposición de niebla , aceleración de procesos de transferencia de masa y calor, etc.).
Las sirenas líquidas generalmente se hacen radiales con varios rotores coaxiales que giran entre varias filas de estatores coaxiales. A veces no hay estator en absoluto y dos rotores giran en diferentes direcciones. En tales sirenas, los orificios tienen forma de ranuras ubicadas a lo largo de las generatrices del cilindro. Las sirenas líquidas se utilizan para emulsionar, dispersar y acelerar los procesos de mezcla.
Dos radiadores dinámicos de gas centrífugos de la sirena eléctrica montados en el eje del motor
Sirena manual con emisor centrífugo gas-dinámico
La sirena eléctrica del sistema de alerta está protegida por una visera de la precipitación, el emisor centrífugo está protegido por una red de los pájaros que anidan
Un emisor hidrodinámico es un dispositivo que convierte la energía cinética de un chorro de líquido en energía de vibraciones acústicas. Estos dispositivos se utilizan para acelerar procesos tecnológicos ( emulsificación de líquidos insolubles entre sí: agua - aceite , agua- mercurio ; dispersión de partículas sólidas en líquidos: grafito en aceite), para acelerar procesos de cristalización en soluciones , para dividir moléculas de polímeros , para fundición de acero limpia después del laminado , etc.
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