Л.Д. Акуленко, А.А. Гавриков, С.В. Нестеров
нулированной среды выражения (9) находим
r
2
=
r
1
(︁
2
)︁
2
(︁
1
)︁
2
D
ℎ
,
=
,
=
w
2
p
.
(10)
Индексы , ,
у величин
r
2
, ,
D
не указаны. Отметим, что вы-
ражение (10) содержит отношение малых величин
D
/
и
ℎ/
. Это
обстоятельство требует высокоточных измерений.
Согласно формуле (10), происходит динамическое взвешивание
среды, пропитанной жидкостью. Как установлено [1, 2], динамиче-
ская плотность является комплексной функцией частоты
w
внешне-
го воздействия вследствие взаимодействия между гранулами среды
и вязкой жидкостью. Выражение (10) определяет вещественную часть
динамической плотности. Скорость звука
2
в гранулированной среде
отсутствует в формулах (9), (10) первого приближения по параметру
ℎ/
.
В рамках рассматриваемой постановки задачи тонкий слой среды
находится в пучности скорости, т. е. в узле давления. Как показыва-
ет анализ [1, 2], после определения динамической плотности среды
r
на основе вышеизложенной методики с использованием резонатора
с акустически мягким дном, резонатор подлежит модификации. Отно-
сительно тонкий слой среды позволяет определить ее упругие свой-
ства, т. е. скорость звука в ней с помощью резонансного метода, если
дно резонатора будет акустически твердым или же возможно поме-
щение образца на произвольной высоте. Стенки остаются акустиче-
ски мягкими, а поверхность жидкости свободной. В этом случае слой
оказывается вблизи пучности звукового давления, т. е. вблизи узловой
точки скорости.
Сравнение результатов расчета с экспериментальными дан-
ными.
Принципиальная схема гидроакустической установки весьма
проста, однако подготовка ее элементов к функционированию и изме-
рениям сопряжена с многочисленными трудностями. Основной эле-
мент установки — резонатор (рис. 1) имеет форму прямоугольного
сосуда размерами
= 50
см,
= 30
см,
= 30
см; естественно,
что
ℎ
+
<
. Стенки и дно выполнены из листов жести толщи-
ной
d
= 0
,
06
см, что позволяет считать их акустически мягкими. Это
подтверждается тестовыми испытаниями, приведенными ниже.
Высота столба жидкости
ℎ
= 27
см, в качестве которой брали
прокипяченную в течение 2 ч стандартную питьевую воду для удале-
ния растворенных в ней пузырьков воздуха [1, 2]. Акустическое поле
в воде возбуждалось кольцевым излучателем из сегнетовой соли диа-
метром
3
,
8
см и высотой 8 см, имеющим тонкую резиновую оболоч-
ку, заполненную касторовым маслом. Излучатель размещали в сосу-
де в местах пучности давления соответствующей моды и закрепляли
жестко с помощью штатива. От генератора строго синусоидальных
4
