Особенности распространения и затухания акустических волн в движущихся многофракционных полидисперсных газовзвесях
Автор: Ринат Рамилевич Зарипов
Организация: Институт механики и машиностроения ФИЦ Казанский научный центр РАН
Использование акустических волн в многофазных средах широко распространено в различных отраслях промышленности и перспективных разработках. В частности, акустические волны применяются для контроля и диагностики параметров многофазных сред. Присутствие в газовой среде дисперсных примесей в виде капель и твердых частиц вызывает значительное затухание акустических волн и существенное снижение скорости звука. Основы динамики многофазных сред представлены в известных монографиях [1 - 3]. Влияние полидисперсности на распространения акустических волн в многофракционных газовзвесях и парогазокапельных смесях изучены в работах [4, 5]. В настоящей работе исследуется распространение и затухание акустических волн в многофракционных газовзвесях с полидисперсными включениями с учетом движения смеси. Рассмотрим распространение акустических волн в многофракционных полидисперсных газовзвесях. На основе общих уравнений движения двухфазных смесей [1] и методики [2, 4] было получено дисперсионное соотношение, которое описывает распространение и затухание акустических волн в многофракционных полидисперсных газовзвесях с учетом начального движения смеси. На примере смеси газа с полидисперсными каплями воды, частицами песка и алюминия показано влияние основных параметров смеси на распространение и затухание акустических волн. Установлено, что наличие трех фракций дисперсных включений с различными характерными размерами приводит к формированию трех выраженных перегибов в зависимости фазовой скорости (Рис. а) и обусловливает появление трех пиков на кривой зависимости декремента затухания (Рис. б) от частоты возмущений и при учете движения смеси.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-71-00111, https://rscf.ru/project/24-71-00111/.
1. Нигматуллин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987. 464 с.
2. Губайдуллин Д.А. Динамика двухфазных парогазокапельных сред. Казань: изд-во Казан. мат. о-ва, 1998. 153 с.
3. S.Temkin, Suspension acoustics: An introduction to the physics of suspension, New York: Cambridge University Press, 2005.
4. Zaripov R.R. Linear waves propagation in multifraction gas suspensions with polydisperse particles // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2019. Vol. 40. №6. P. 846–850
5. Gubaidullin D.A., Zaripov R.R. Cylindrical and Spherical Waves in Multifractional Vapor–Gas–Droplet Mixtures with Polydisperse Inclusions // High Temperature. 2022. Vol. 60. № 4. P. 492–496.
