Определение динамических характеристик гранулированных сред. . .
Рис. 1.
Принципиальная схема экспериментальной установки
колебаний на излучатель подавалось переменное электрическое нап-
ряжение звуковой частоты 20. . . 20 000 Гц. Настройку на требуемую
частоту проводили многократно (10–20 раз) и брали ее среднее значе-
ние, чтобы уменьшить погрешности ее задания.
Приемник звукового сигнала содержал чувствительный элемент —
шарик из титаната бария диаметром
1
,
5
см. С помощью штатива и ко-
ординатного устройства, укрепленного на стенке сосуда, положение
центра приемника определяли весьма точно (с погрешностью
0
,
2
см).
С приемника сигнал поступал на усилитель звуковой частоты и далее
на вольтметр и осциллограф, которые служили индикатором резонанса.
Отметим, что за счет гидростатического давления жидкости уве-
личились эффективные размеры резонатора, поскольку стенки сосуда
гибкие:
*
= 51
,
436
см
,
*
= 30
,
936
см
, ℎ
*
= 27
,
468
см.
Для расчетов использовали справочное значение скорости зву-
ка
1
= 1
,
469
·
10
5
см/с в воде при температуре
0
= 15
. . .
20
∘
C
.
Предварительно было проведено тестирование установки и методи-
ки вычислений. Собственные (резонансные) частоты колебаний воды
в акустически мягком сосуде сравнивали с теоретически вычислен-
ными по формуле (1) для различных мод:
= 1
,
2
, . . . ,
6
;
= 1
,
2
,
3
;
= 1
,
2
. В среднем они различались примерно на 1 %, причем тео-
ретически вычисленные значения оказывались выше эксперименталь-
ных, что отвечает физическим представлениям (отсутствие вязкости
в модели). Результаты теста убедительно подтверждают адекватность
модели акустически мягкого резонатора.
Пригодность резонатора для измерения динамической плотности
проверяли на стандартном керосине, согласно справочным данным
r
2
= 0
,
76
. . .
0
,
78
г/см
3
при комнатной температуре. В сосуде над
5
