Литература -->  Производство жидкого угля 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 [ 59 ] 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153


личество отдаваемой источником энергии остается равным количеству звуковой энергии, проходящей сквозь стены и поглощаемой ими. По прекращении звучания источника повторные отражения от стен заставляют ухо слышать 3. до тех пор, пока сила отражаемого от стен звука не упадет ниже порога слышимости. Это явление назьшается реверберацией. Явления реверберации иллюстрирует фиг. 11; Фиг. 11. на ней по оси X отложе-

но время f, а по оси Y, в относительных единицах,-сила I периодически повторяющихся звуков, напр, слогов речи. Из фиг. 11 можно видеть, что при слишком длительной реверберации 3. набегают один на другой и речь становится неразборчивой. Длительность реверберации

определяется выражением t = 0,164 , где

V-объем помещения, S-поверхность стен, а-коэффициент поглощения звука стенами. Речь тем более разборчива, чем меньше реверберация в помещении, но при музыке в помещении с малой реверберацией 3. оказывается некрасивым и сухим. Поэтому существует оптимум реверберации, который для небольших помещений имеет значение f=l,06 ск. Для определения оптимума реверберации Лифшиц дал формулу:

lgF = 8,5-flg --

и Петцольд - формулу:

f=0,0325 fV + 1. Оптимальные значения реверберации можно определить по графику фиг. 12. Если реверберация в зале слишком велика, ее можно уменьшить, увеличивая поглощение стенами а, для чего их закрывают драпировками или мягкой материей. Помимо неправильной реверберации, недостатками зала могут оказаться образование эхо (отраженного звука, отдаленного по времени от момента создания звука) или появление зву-ковьгх фокусов вследствие отражения от вогнутьгх поверхностей (купола). В этих слу- , чаях прибегают к ук-

рытию куполов и сна-

---- бжают зал бо.чее и.чи

< менее сложной орна-

ментировкой, рассеи-10 гр 30 м 50 60 70 80 90 шн вающей отражен, зву- ковые лучи. Проверка сделанного расчета зала выполняется на модели, изготовленной в виде контура из твердого материала, внутри к-рого возбуждают волновое движение (в воде); фотографии волн показывают ход отраженных лучей и позволяют сделать нужные исправления.

Проникновение 3. из одного помещения в другое возможно или непосредственно по воздуху (напр. через вентиляционные трубы) или через стены и отдельные части -конструкции. В первом случае в воздушном звукопроводе делаются резкие изменения сечения, вызывающие отражение 3. При прохождении 3. через пористую стену энер-

ФЫГ. 12.

гия прошедших колебаний убывает с толщиной стены, но она растет вместе со степенью пористости, с размерами пор и с высотою 3. При толстых стенах штукатурка оказывает малое влияние, но при тонких, и особенно при оштукатуренных с двух


1500 гООО 2500

Фиг. 13.

сторон, перегородках ее влияние весьма заметно. Стена без пор тем менее звукопро-водна, чем более она тяжела и чем больше число колебаний передаваемого звука. Плотный материал почти непроницаем для 3., если только вся плотная преграда в целом не приходит в колебание наподобие мембраны (чего, разумеется, в целях звуковой изоляции следует избегать). Например, слой пробки хуже задерживает 3., чем слой асфальта или глины той же толщины. Вообще те материалы, у к-рых акустич. жесткость



Фиг. 14.

велика, при переносе 3. по воздуху являются лучшими звуковыми изоляторами по сравнению с материалами, имеюпщми малую жесткость. Наилучшими изоляторами оказываются комбинации из различных материалов (напр. железо и войлок). Сотрясения, передаваемые мотором полу, по исследованиям Бергера, тем менее заметны, чем меньше вес мотора сравнительно с постаментом и чем менее эластична подкладка под мотором. Результаты его исследований над колебаниями, передаваемыми мотором полу при разных изолирующих подкладках, показаны на фиг. 13, где по абсциссам отложены числа оборотов мотора, а по ординатам-амплитуды колебаний пола (сплошная линия-без прокладки, пунктир-со специальной прокладкой для ослабления сотрясения). Отсюда видно, что под- кладка не при всякой скорости ослабляет со- фир. 15.

трясения. На фиг. 14 показаны разные способы скрепления машины с фундаментом. Крепление производится через неупругие материалы с малой акустической жесткостью-пробка, войлок, резина (на фиг. 14-участки, покрытые точками) и, кроме того, через посредство пружин (фиг. 15).

Для обнаружения звука, распространяющегося по земле, применяется геофон, который действует подобно сейсмографу и представляет собой массивный свинцовый





Фиг. 16.

цилиндр (диам. 5 см), заключенный внутри легкой подвижной деревянной оболочки, охватывающей его по образующей так, что у оснований цилиндра остаются воздушные зазоры. Деревянная оболочка одним основанием прикладывается к скале или земле, другое ее основание соединяется звукопро-водом с ухом. Колебания зем.чи заставляют двигаться деревянный ящичек, тогда как свинец, благодаря инерции, имеет смещения меньшие; вследствие этого в пространстве между свинцом и основанием оболочки создаются переменные давления, воспринимаемые как 3. Применяя два геофона, удаленные друг от друга и соединенные с обоими ушами, можно определять направление приходящих звуковых волн, пользуясь би-науральным эффектом. Геофоны применяются в военном деле для подслушивания подземных работ неприятеля, при разработках шахт и при разведке горных пород. Если на глубине h за.тегает плотный слой толщиною Ъ, скорость 3. в к-ром больше, чем в верхнем слое, то наблюдатель в точке В (фиг. 16) слышит три 3., исходящих от места его создания в точке А: первый по поверхности, второй- отраженный от верхней границы слоя {AGB) и третий-отраженный от его нижней границы (AEDFB). Если точки А к В удалены на большое расстояние, то звук по пути AEDFB может приходить скорее, чем по АСВ. Определяя направление отраженных лучей, можно найти глубину залегания пласта и его толщину.

Лит.: Лифшиц С. Я., Курс архитектурной акустики, 2 изд., М., 1927; Ржевкин С. Н., Слух и речь в свете современных физическ. исследований, Москва-Ленинград, 1928; В е г g е г R., Die Schall-technik, Brschw., 1926; Aigner Fr., Unterwasser-schallteclinik, Berlin, 1922; E s с 1 a g n о n, Acoustique des canons et des projectiles, P., 1921; Handbuch d. Pliysik, hrsg. v. II. Geiger u. K. Scheel, B. 8-Akustik, Berlin, 1927. Л. Беляков.

V. Подводная акустика (гидроакустика),изучение методов передачи звука в воде, его распространение и восприятие приемниками. В последнее время стали широко использовать свойства распространения 3. в воде для целей подводной сигнализации. Применяемые для этого приборы называются гидроакустическими приборами, и назначение их следующее: 1) подводная акустическая связь между кораблями; 2) обнаружение присутствия кораблей в тумане и в ночное время и определение их местонахождения; 3) наблюдение за движением неприятельских кораблей по шуму гребных винтов;4) звуковое измерение глубин; 5) определение местонахождения айсбергов и присутствия значительных подводных препятствий.

1) Распространение 3. в вод е. Для подводной сигнализации важно точное знание скорости распространения 3. в воде. Наиболее существенными факторами, влияющими на скорость 3. в воде, являются t°, коэфф. сжатия и соленость воды. Опытные определения коэфф-та сжатия, произведенные Граффи (1837 г.). Рентгеном, Ама-

га и де-Монзи в среднем при 8° дали коэфф. сжатия 1Г=4,75-10 (плотность воды q при указанной t° принималась равной 0,998, скорость звука-равной 1441 м!ск). Опыты Вуда и Брауна в 1923 г. в заливе Маргарита дали более точные данные скорости: с=1 450+ 4,206-0,0336*2+l,37(S-35) mjck, где i- темп-ра и s-соленость в °/оо- Зависимость скорости 3. от температуры видна из следующей таб.тицы:

Скорость распространения звука в воде близ водной поверхности при солености 32,Зб%о.

Авторы

10°

15°

Шумахер по наблю-

дениям Экмана. .

1442

1 463

1 481

1 497

Вуд (Wood) и Браун

(Browne).....

1 447

1 467

1 486

1 502

Марти........

1 460

1 477

1 492

1 504

Маурср по наблюде-

ниям Тета (Tait) .

1 433

1 458

1 482

1 505

Маурер по наблюде-

ниям Бьеркнеса

(Bjerknes).....

1 427

1 450

1 470

1 485

В среднем

1 442

1 464

1 483

1 499

Как видно из таблицы, с увеличением температуры на 1° скорость 3. увеличивается приблизительно на 4 м/ск.

3., удаляясь, постепенно ослабевает в зависимости от свойств среды. Эти свойства среды характеризуются коэфф-том поглощения е, где г-расстояние от источни-

ка, а 6 =

д, , где Tjo -коэфф-т внутреннего трения. Отсюда следует, что, чем больше частота, тем больше коэфф. поглощения и меньше дальность действия звукового излучения. В виду малой сжимаемости воды, указанный коэфф-т в воде является весьма незначительным. Поглощение звуковой энергии приблизительно в 100 раз меньше при одинаковой частоте и в 2 ООО раз меньше при одинаковой волне, нежели в воздухе. Если звуковой источник излучает с 1 см своей поверхности энергию Lq, то на единицу поверхности приемника, находящегося на расстоянии г, поступает звуковая энергия

г -т

где 1<т<2. На практике, в виду незначительных морских глубин по отношению к дальности действия излучателей, принимается нек-рое среднее число, промежуточ-ное между плоской волной (т = 1) и шаровой (т = 2). Так как коэффициент поглощения в воде настолько незначителен, что им можно пренебречь, то

Выгодной звуковой частотой для уха является частота около 2 300 колебаний в ск. Однако, при выборечастоты для гидроакустических излучателей приходится считаться: 1) со стремлением во избежание помехи вынести сигнальную частоту из частот шумов гребных винтов, которые находятся между 300 и 1400 пер/ск.; 2) с частотами, применяемыми различными флотами. Вы-



iU-b

850 1050 1150 пер. ас

Фиг. 17.

ГОДНОЙ частотой для сигнальных приборов считается 1 050 пер/ск.

2) Излучатели звуковой энергии, а) Простейшим излучателем звуковой энергии под водой является подводный колокол. В отличие от типа церковного колокола масса подводного колокола сосредоточена по краям, что дает уменьшение затухания колебаний. Язык подводного колокола приводится в действие пневматически, электрически или же автоматически ударами морской волны. Частота колебаний в среднем - 1 200 в ск. Дальность действия- око.чо 20 км, в зависимости от конструкции и размера колокола. Такие колокола располагают гл. образом около маяков и устанавливают на дне моря на треногах. Сигналы подводных колоколов принимаются звуковыми приемниками. На близком расстоянии 3. подводного колокола слышен даже невооруженньв!Л ухом в подводной части корабля.

б) Подводная сирена. Сирены по принципу действия разделяются на вращающиеся и колебательные; первые в свою очередь подразделяются на барабанные и сирены с диском. Кпд сирены весьма незначителен (-2%). В виду малого кпд и неустойчивости работы мембранные передатчики совершенно вытеснили сирену.

в) Мембранные излучатели (осцилляторы). Принцип действия мембранного передатчика заключается в том, что мембрана приводится в колебательное состояние электрически; переменный ток, поступая в осциллятор, приводит в действие мембрану, а последняя, соприкасаясь с водой, передает колебания воде в виде волн разрежений и сжатий. Чем мощнее будут колебания мембраны, тем бо.пьше звуковой энергии передается воде. Максимум энергии передается при наличии резонанса между колебаниями мембраны и электрической системы. Механические колебания мембраны определяются ее массой и упругостью. Чем больше затухаш1е, тем меньше будет острота резонанса. Острый резонанс в виду нек-рого колебания частоты переменного тока (что на практике неизбежно) уменьшает кпд излучателя. Влияние остроты на кпд видно из кривой резонанса (фиг. 17), снятого с одного мощного излучателя; здесь: а-подводимая электрич. мощность; Ъ - получаемая акустическая мощность; Ъ:а-кпд передатчика; а-Ъ-элеГстрич. потери в передатчике. Кпд мембранньгхизлучателей ок. 50%. Осцилляторы делятся на электромагнитные и электродинамические. Электродинамич. осциллятор (фиг. 18) состоит из следующих главных частей: 1-подвижный медный цилиндр, насаженный на


Фиг. 18.

стержень 2; 3-диафрагма, являющаяся наружной частью прибора; 4-неподвижный якорь с расположенной на нем обмоткой 5 переменного тока; корпус состоит из двух разъемных частей ба и бб с расположенной между ними обмоткой постоянного тока 7; стержень 2 ввинчивается одним концом в диафрагму, а другим концом закрепляется в центре упругого диска 8. Для уравнивания внешнего давления воды внутренняя полость наполняется воздухом, сжатым до 2 atm. Электромагнитные из.чучателн строятся по принципу обыкновенных телефонов.

На кораблях большого водоизмещения осцилляторы устанавливаются в носовой части корпуса корабля ниже ватерлишти


Фиг. 19.

по .чевому пли правому борту, как это показано на фиг. 19. Крепление осцилляторов по обоим бортам корабля придает установке направляющее действие. При нали-шга осциллятора по одному борту распространение звуковой энергии происходит под углом 180° в сторону нахоледения осциллятора; другая сторона будет оттенена корпусом корабля. Обыкновенно корабли снабжаются двумя осцилляторами, расположенными по обоим бортам. На мелких кораблях такое распо.чожение является невыгодным вследствие образования у борта при движении корабля вихревых явлеш1Й, создающих помеху для приема. В си.чу этого обстоятельства на мальгх судах применяется так назыв. мечевое устройство , позволяющее при помощи выдвижного меча регулировать глубину осциллятора. Это устройство допускает уборку осциллятора, когда в нем нет надобности (фиг. 20). В отверстие, прорезанное в обшивке корабля, по возможности ближе к килевой части, заделывается цилиндр 1 посредством патрубка 2, сверху и снизу цилиндр снаблсен водонепроницаемыми крышками 3 и 4-. Нижняя крышка 4 имеет сальник и замыкающий



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 [ 59 ] 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153