Гофрированная поверхность: Гофрированная труба. Виды и работа. Применение и особенности

Гофрированная труба. Виды и работа. Применение и особенности

Гофрированная труба имеет ребристую поверхность с небольшими аккуратными складками, которые обеспечивают ее гибкость. Она изготовляется из нержавеющей стали, алюминия, ПВХ, ПВД или ПНД. Труба такой конструкции может иметь диаметр от 10 мм до нескольких метров. Широкий диапазон размеров и материалов наделяет гофрированную конструкцию универсальностью для применения в различных условиях.

Сфера использования для:

• Защиты электрокабеля от механического воздействия.
• Подключения вентиляционных элементов.
• Прокладки канализации и подключения к системе слива.
• Водопроводных и отопительных систем.
• Подключения газовых котлов, духовок и плит.

Гофрированная поверхность отличается превосходной гибкостью, поэтому позволяет проводить быстрое и удобное подключение к жестким трубопроводам. При этом можно обойтись без согнутых элементов, таких как колена. Конечно, надежность гофрированной трубы ниже жесткой, но и она довольно хороша. А кроме этого благодаря минимизации мест с состыковкой трубок на поворотах снижает риск разгерметизации, и как следствие утечки или проникновения влаги внутрь.

Металлические трубы

Металлическая гофрированная труба имеет самое широкое распространение. Ее используют для:

• Подключение вытяжки к системе воздуховода.
• Прокладки кабеля.
• Установки смесителей и кранов.
• Подвода воды к батареям.
• Подключения газовых колонок.
• Подсоединения стиральных и посудомоечных машин.

Вытяжка

Что касается использования гофры для вытяжки, то на рынке обычно предлагаются алюминиевые трубы, но встречаются и стальные. Они хорошо выдерживают высокие температуры, поэтому могут использоваться для отвода продуктов сгорания от газового котла или дым от плиты и духовки.

Защита кабеля

Гофрированная труба из металла для прокладки кабеля используется довольно редко в связи со своей дороговизной и наличием более дешевых аналогов. Тем не менее ее применяют в тех случаях, когда нужно обеспечить максимальную защиту от механических повреждений и воспламенения. Металлический кожух не горит и даже если произойдет короткое замыкание кабеля, то огонь не сможет перейти на другие предметы. Недостаток такой трубки в том, что она проводит электричество, таким образом при замыкании пожар не случится, но и прикасаться к поверхности гофры будет опасно. К очевидным достоинствам металлического кожуха можно отнести его многоразовость. После извлечения старого провода в трубку можно завести новый кабель. Металлический кожух сохраняет гибкость даже через годы, что нельзя сказать о пластике.

Водопровод

Стальные гофрированные трубы используются для подсоединения водопровода к смесителям, кранам, бачкам унитаза, стиральным машинам и батареям отопления. В отличие от ранее упомянутых типов для вентиляционной вытяжки или защиты кабеля, они рассчитаны на высокое давление и имеют надежные наконечники с резьбой для прочного крепления.

Для проведения соединения труб предусмотрено специальные переходники с уплотнительными кольцами. Водопроводные трубки являются довольно тонкими, поэтому не обеспечивают высокой пропускной способности. Они изготовляются из нержавеющей стали, что гарантирует неподверженность коррозии. Их соединители делают из латуни. Этот металл тоже не подвержен ржавлению, поэтому гибкую трубку можно в любой момент открутить, без усилий для срыва наслоений коррозийного налета.

Стоит отметить, что гофрированная труба из металла может использоваться не только в качестве небольшого отрезка для подсоединения между потребителем воды и основной магистралью, но и в более глобальных целях. Нередко ее применяют как нагревательный элемент. Если закрепить ее витками на гребенке, то можно получить батарею отопления. Такая конструкция очень быстро нагревается и отдает тепло, но при отключении подачи горячей воды практически сразу же и остывает. Также металлическая трубка может быть использована в системе теплого пола.

Гофра для водопровода может даже использоваться для строительства змеевика в охладительных установках, используемых в перегонных колонах для дистилляции воды или производства домашнего алкоголя. В отличие от медного змеевика сталь меньше вступает в реакции с парами, что исключает появление неприятного вкуса и продуктов окисления.

Трубы из ПВХ, ПВД и ПНД

Полимерная гофрированная труба имеет более узкое применение, в сравнении с металлической конструкцией. Ее используют для:

Полимерные трубы совершенно не подвержены коррозии, они обладают легкостью, простотой сгибания и не пропускают электрический ток. Их делают из поливинилхлорида, полиэтилена высокого или низкого давления. Данные материалы имеют различные свойства, на что нужно обратить внимание при покупке, поскольку каждый вариант имеет свои сильные и слабые стороны.

Отличие материалов

Трубки изготовленные из поливинилхлорида являются пожаробезопасными и отличаются высокой стойкостью к агрессивной среде. Они могут применяться для наружной прокладки кабеля, поскольку не подвержены горению даже при контакте с открытым пламенем. ПВХ просто оплавляется, что исключает распространение огня. Этот материал выступает диэлектриком и отлично сгибается. Предлагаются как монолитные трубки, так и армированные, внутри которых имеются вставки с других материалов, что добавляет прочности. Укрепляющий слой выступает центральным и является незаметным.

Полиэтиленовые трубы поддерживают горение, хотя и слабо. Согласно правилам противопожарной безопасности их можно использовать для прокладки кабеля только в закрытых системах. То есть гофра должна быть залита бетоном или заштукатурена. Трубка изготовляется из двух слоев. Верхний представляет собой полиэтилен низкого давления (ПНД), а внутренний высокого давления (ПВД). Полиэтилен имеет более высокий диапазон температуры использования, чем ПВХ. Он колеблется в пределах от -50 до +90 градусов.

Полимерные трубы для защиты кабеля

Полимерная гофрированная труба из поливинилхлорида практически неотличима от полиэтиленовой. Перед покупкой нужно обратить внимание на этикетку, поскольку использование полиэтилена для открытых коммуникаций является распространенной причиной возникновения пожаров при замыканиях. Пластиковые трубы могут применяться для прокладки кабеля связи или электрического провода.

При работе с гофрированной трубкой могут возникать проблемы с протяжкой сквозь нее кабеля, особенно если требуется обеспечить продолжительный монтаж. Для решения этой проблемы можно использовать специальную трубку с размещенным зондом, который представляет собой стальную проволоку. Нужно отрезать требуемую длину трубки вместе с зондом и провести скрутку конца провода с концом проволоки. После этого, при вытягивании зонда происходит затягивание кабеля. Такая труба стоит дороже, но значительно ускоряет работу. После ее использование остается довольно длинный моток проволоки, который можно использовать для связывания арматуры при изготовлении каркаса при бетонировании.

Нужно отметить, что полимерные трубы используются не только для прокладки кабеля в помещении. Но и в подземных траншеях. Для этого выпускаются специальные толстостенные конструкции большого диаметра. Преимущество их применения заключается в отсутствии необходимости создания прочной защиты кабеля из кирпича или плиток, которые обычно укладываются перед засыпанием грунта. После укладки провода в гофрированной трубе достаточно просто уложить предупредительную ленту с надписью «Опасно кабель».

Пластиковые трубы для канализации и слива

Гофрированная труба является отличным решением для строительства канализации. Ее использование позволяет проводить коррекцию траектории прокладки по периметру траншеи. Для канализации применяют трубы сделанные из ПВХ. Они более твердые, чем полиэтилен, что обеспечивает повышенную защиту от механических повреждений. Благодаря специальному утолщению с одной стороны создается шейка для надежного соединения со следующей трубой. Это позволяет исключить протечки.

Трубы из полиэтилена обладают высокой стойкостью к повышенным температурам, поэтому не боятся горячей воды. Из них делают короткие гибкие переходники для слива воды от унитаза, стиральной или посудомоечной машины, раковины и ванны. Трубки выпускаются под все стандартные диаметры патрубков, поэтому их можно подобрать для любой сантехники. Монтаж с помощью гофры проходит быстро и дешево, но имеет и недостаток. Жесткая труба обеспечивает более надежную герметичность, поскольку сохраняет свои свойства неограниченное количество времени. Гибкая гофра постепенно становится задеревенелой и теряет эластичность, поэтому в местах соединения могут появляться протечки.

Гофрированная труба для канализации или слива является отличным материалом для создания поделок, таких как садовые украшения. Из них делают муляж тыквы и другие интересные фигурки, такие как роботы, змеи и пр.

Похожие темы:

Страница не найдена — Все о трубах

Водосток 36 935 просмотров

Здравствуйте, дорогие читатели! Канава на въезде во двор частного дома или дачи выполняет важную

Вентиляция и дымоход 12 416 просмотров

Добрый день, дорогой читатель. Даже ребенок знает — тепло наших квартир обеспечивается котельными. Все мы

Водосток 7 959 просмотров

Я приветствую моего уважаемого читателя! В этой статье речь пойдет о том, что такое

Вентили и задвижки 9 257 просмотров

Здравствуйте, уважаемый читатель! Кран пнд — один из самых дешевых и простых среди пластиковых аналогов.

Фитинги и заглушки 2 887 просмотров

Здравствуйте, уважаемый читатель! Мы привыкли к тому, что монтаж и соединительный ремонт металлических стояков

Вентиляция и дымоход 5 002 просмотров

Рады что Вы заглянули на наш информационный ресурс. В этой статье будет рассмотрен самым популярным материалом для

Страница не найдена — Все о трубах

Отопление 4 798 просмотров

Доброе время суток, дорогие читатели! Современный рынок предлагает владельцам бань множество моделей отопительных приборов,

Инструменты 118 просмотров

Склад не может обходится без погрузчика, с его помощью груз их размещают на полки

Новости 74 просмотров

Большое количество сантехнических работ связано с монтажом или заменой старых трубопроводов или оборудования. Например,

Полимерные 2 718 просмотров

Человеку свойственно постоянное стремление к совершенству. Совершенства хочется и дома – сделать что-то и

Вентили и задвижки 11 264 просмотров

Здравствуйте, уважаемый читатель! Тема нашей сегодняшней статьи – отсечной клапан, один из важных видов

Вентили и задвижки 9 023 просмотров

Доброе время суток, уважаемый читатель! Знакома ли вам ситуация, когда кран на кухне или

Страница не найдена — Все о трубах

Вентиляция и дымоход 10 944 просмотров

Добрый день, дорогой читатель! Для отвода смеси газа и продуктов сгорания топлива на улицу

Полимерные 5 766 просмотров

Я приветствую своего уважаемого читателя! В этой статье я расскажу о том, что такое

Вентиляция и дымоход 2 043 просмотров

Мы уже не представляем себе жилье без тепла. Дом без отопления – просто уже

Фитинги и заглушки 1 193 просмотров

Здравствуйте, уважаемые читатели! Фитинги для капельного полива образуют вместе с трубами единую целостную систему

Строительные конструкции 23 065 просмотров

Здравствуйте, уважаемый читатель! Важным элементом дома является крыльцо. Оно играет большую функциональную роль, и

Строительные конструкции 95 141 просмотров

Рано или поздно у владельцев частного дома возникает необходимость возвести на участке навес для

Страница не найдена — Все о трубах

Монтаж и ремонт 2 223 просмотров

Приветствуем! Морозные зимы приносят немало бед хозяевам частных домовладений – промерзание водопроводных и канализационных

Вентиляция и дымоход 18 280 просмотров

Здравствуй, мой дорогой собеседник. Ежегодно от отравления угарным газом гибнет более полутора миллионов человек.

Фитинги и заглушки 710 просмотров

Доброе время суток, дорогой читатель! Разводки коммунальных сетей в последние годы монтируют с применением

Вентиляция и дымоход 4 159 просмотров

Привет всем! Сегодня в статье подробно разберу вопрос, из каких этапов состоит ремонт дымохода.

Фитинги и заглушки 14 146 просмотров

Здравствуйте, уважаемые читатели! Фитинги для сшитого полиэтилена являются единственным способом состыковки труб из этого

Металлические 547 просмотров

Доброе время суток, дорогой читатель! В гражданском строительстве для устройства внутренних сетей водопровода в

гофрированная поверхность — это… Что такое гофрированная поверхность?

гофрированная поверхность

corrugated surface

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

• гофрированная мембрана
• гофрированная прокладка

Смотреть что такое «гофрированная поверхность» в других словарях:

• Противообледенительное устройство —         предназначается для защиты от обледенения самолётов и вертолётов. Существуют механические, химические, тепловые и комбинированные П. у. Механические П. у. основаны на удалении льда с помощью пульсирующих резиновых воздушных камер,… …   Большая советская энциклопедия

• противообледенительная система — Рис. 1. Тепловые противообледенительные системы. противообледенительная система (ПОС) — предназначается для защиты летательного аппарата от обледенения. Обычно выполняется защита лобовых частей несущих поверхностей летательного аппарата,… …   Энциклопедия «Авиация»

• противообледенительная система — Рис. 1. Тепловые противообледенительные системы. противообледенительная система (ПОС) — предназначается для защиты летательного аппарата от обледенения. Обычно выполняется защита лобовых частей несущих поверхностей летательного аппарата,… …   Энциклопедия «Авиация»

• противообледенительная система — Рис. 1. Тепловые противообледенительные системы. противообледенительная система (ПОС) — предназначается для защиты летательного аппарата от обледенения. Обычно выполняется защита лобовых частей несущих поверхностей летательного аппарата,… …   Энциклопедия «Авиация»

• противообледенительная система — Рис. 1. Тепловые противообледенительные системы. противообледенительная система (ПОС) — предназначается для защиты летательного аппарата от обледенения. Обычно выполняется защита лобовых частей несущих поверхностей летательного аппарата,… …   Энциклопедия «Авиация»

• Петроградская —       станция метро Московско Петроградской линии. Открыта 1 июля 1963. Архитектурное решение разработано под руководством архитектора В. Ф. Белова. Наземный вестибюль встроен в здание Дома мод на углу Кировского проспекта и площади Льва Толстого …   Санкт-Петербург (энциклопедия)

• Петроградская (станция метро) — Координаты: 59°57′58.96″ с. ш. 30°18′41.6″ в. д. / 59.966378° с. ш. 30.311556° в. д …   Википедия

• Петроградская — Координаты: 59°57′58.96″ с. ш. 30°18′41.6″ в. д …   Википедия

• «Петроградская» — «Петроградская», станция метро Московско Петроградской линии. Открыта 1 июля 1963. Архитектурное решение разработано под руководством архитектора В. Ф. Белова. Наземный вестибюль встроен в здание Дома мод на углу Кировского проспекта и площади… …   Энциклопедический справочник «Санкт-Петербург»

• ГОСТ Р 53636-2009: Целлюлоза, бумага, картон. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 53636 2009: Целлюлоза, бумага, картон. Термины и определения оригинал документа: 3.4.49 абсолютно сухая масса: Масса бумаги, картона или целлюлозы после высушивания при температуре (105 ± 2) °С до постоянной массы в условиях,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• Ту — марка самолётов, созданных в ОКБ, организованном А. Н. Туполевым, см. Авиационный научно технический комплекс имени А. Н. Туполева. Самолётам, проектировавшимся в 1922 37, присваивалось наименование «АНТ» (Андрей Николаевич Туполев), а с 1942 они …   Энциклопедия техники

Гофрированная поверхность — Энциклопедия по машиностроению XXL

Первый способ поверхность обобщенной триады Кох. Вначале строится фрактальная кривая в масштабе р, а затем вся фрактальная кривая переносится параллельно самой себе на длину порядка Л. В результате получается гофрированная поверхность, которая служит моделью неоднородной поверхности. Можно рассчитать длину фрактальной кривой (обобщенной кривой Кох), которая является профилем этой поверхности  [c.32]

На рис. 62 изображена гофрированная поверхность ударной волны, перемещающаяся направо стрелками схематически показано направление линий тока. При перемещении ударной волны на выдавшихся вперед участках поверхности площадь 65 растет, а на отставших участках— уменьшается. При Sl i/6S [c.483]

Сетчатые фильтры обычно выполняются с несколькими фильтрующими сетками. Размер ячеек этих сеток уменьшается по движению потока жидкости. Поскольку фильтр является сопротивлением и величина этого сопротивления возрастает по мере улучшения его фильтрующих способностей, рабочую площадь фильтра выполняют как можно большей. Для этого сетчатые патроны выполняют с гофрированной поверхностью.  [c.142]

Этот ЛИСТ 7 прикреплен к поршню 5 цилиндра 4 гидроуправления тормозом. Цилиндр 4 укреплен неподвижно на оси / и не может вращаться или перемещаться в осевом направлении. Рабочая жидкость подается в цилиндр 4 через отверстие 3. При движении поршня 5 гофрированный лист 7 перемещается вместе с ним и прижимается к тормозной колодке 8 из фрикционного материала, имеющей также гофрированную поверхность и прикрепленной к вращающемуся диску 9 тормозного устройства. Охлаждающая жидкость подается через трубку 2 из теплообменника в кольцевые каналы /0 между гофрированным диском и опорным кольцом 6 и отводится через такую же трубку, расположенную симметрично относительно трубки 2. Внутренняя поверхность гофрированного листа 7 имеет большое количество канавок, что существенно увеличивает поверхность охлаждения. Выступающие части диска 7 опираются на поверхность кольца 6, что уменьшает деформации при замыкании тормоза. При применении упругих дисков  [c.234]

Вальцовка (рельефная формовка) — получение из листовых заготовок волнистой (гофрированной) поверхности и других различных выступов и поверхностей (например, накатывание резьбы на цоколях электроламп).  [c.320]

Однако эффект от гофрированной поверхности будет большим только в том случае, когда она располагается столь близко от перехода, что попадет в область, в которой поле лазерного излучения за счет поперечного распределения достаточно велико. Распределенное отражение возникает при брэгговском рассеянии лазерного пучка на изменении показателя преломления, создаваемом этой гофрированной поверхностью, которая действует, таким образом, как распределенная фазовая решетка. Чтобы получить максимум обратной связи на длине волны Хо, пространственный период AL гофрированной структуры должен удовлетворять условию  [c.418]

Фурье. Рассмотрим конкретный пример, когда гофрированная поверхность имеет вид прямоугольных импульсов, как показано на рис. 11.6. В этом случае возмущение диэлектрической постоянной Де(х, z) можно записать в виде  [c.465]

Выражение (11.4.5) представляет собой более общую форму разложения. В случае гофрированной поверхности, имеющий вид прямоугольных импульсов, 1-я фурье-компонента еДх) дается выражением  [c.465]

Среди всевозможных видов металлических шарошек (фиг. 72), применяемых для правки кругов, гофрированные (волнистые) диски, штампованные из стали или отлитые из отбеленного чугуна, имеют значительные преимущества. Гофрированная поверхность диска создает при обработке постоянный контакт инструмента с выпрямляемым кругом, чем и обеспечивается его равномерная правка по цилиндрической поверхности. При правке гофрированными дисками уменьшается возможность скалывания краев выпрямляемого круга. Гофрированные диски в количестве от 6 до 12 штук свободно надеваются на валик, закрепляемый в державке.  [c.110]

Роль рамы в автобусе ЗИЛ-127 выполняет каркас основания цельнометаллического кузова. Каркас основания изготовляется из дюралюминиевых прессованных профилей (уголков, швеллеров и тавров), склепываемых в узлы. Для наружной облицовки боковин кузова автобуса применен листовой дюралюминий с гофрированной поверхностью, для внутренней облицовки — каркасный картон облицовка передней и задней части, а также боковые скаты крыши — из стальных штампованных листов средняя часть облицовки крыши — из дюралюминиевых листов (снаружи) и каркасного картона (изнутри).  [c.169]

Предварительно масло очищается в фильтрах грубой очистки ленточного типа, основной частью которых является стальной или латунный каркас в виде стакана с двойной стенкой. На наружную гофрированную поверхность стакана намотана специальная лента с выпуклостями высотой 0,07 мм, расположенными через каждые 3,6 мм. При навивке между слоями ленты образуются прерывистые щели, через которые происходит фильтрация масла. Ленточные фильтры периодически промывают, после чего они снова пригодны к работе. На дизелях типа ЯМЗ и дизеле АМ-41 масло фильтруется сетчатыми фильтрами.  [c.71]

Вальцовка — получение на листовых заготовках волнистой (гофрированной) поверхности и других различных выступов, например, накатывание резьбы на цоколях электроламп и других фасонных поверхностей.  [c.287]

Для фильтрации рабочей жидкости применяются магнитные й сетчатые фильтры. В последнее время некоторые зарубежные фирмы (США) применяют бумажные фильтры с гофрированной поверхностью, которые укладываются между сетками с крупными ячейками.  [c.192]

Масло, пройдя через щели между витками ленты, входит в каналы, образованные гофрированной поверхностью стакана, и по отверстию в стержне направляется в нагнетающую магистраль.  [c.382]

Рис. 20.2. Преобразование гофрированной поверхности в плоскую.

В диэлектрическом волноводе простым способом вывода части мощности волноводной моды является гофрирование поверхности. В этом случае мода действует как луч, падающий под скользящим углом к рифленой поверхности, который в результате дифракции частично рассеивается в окружающее пространство. Гофрирование используется для селективного ввода и вывода в волновод мод соответствующей пространственной структуры. На основе гофрированных поверхностей изготавливаются узкополосные фильтры, детекторы света и фазочувствительные элементы. Принципы работы этих приборов рассмотрены в книге [16]. Кроме того, гофрирование применяется для брэгговских отражателей, используемых в полупроводниковых лазерах.  [c.437]

На полированной поверхности не допускаются а) остатки полировальных паст и твердых загрязнений б) искажения геометрической формы изделий (заваливания углов и ребер изделия, сильное растягивание отверстий, образование гофрированной поверхности, порча резьбы и т. п.)  [c.321]

Фильтр грубой очистки масла двигателей ЯМЗ имеет две секции, представляющие собой металлические каркасы с гофрированными поверхностями (рис. 20), на которых установлены сетки — внутренняя стальная и наружная латунная (более мелкая). В случаях засорения фильтрующих элементов, а также при большой вязкости масла и большом числе оборотов коленчатого вала двигателя открывается перепускной клапан, установленный в конусе фильтра, и масло, минуя фильтр, поступает в масляную магистраль.  [c.44]

Фильтр грубой очистки масла двигателей ЯМЗ показан на рис. 30. Он имеет две секции 3 н 4, представляющие собой металлические каркасы с гофрированными поверхностями, на которых установлены сетки внутренняя стальная и наружная латунная (более мелкая).  [c.53]

При этом можно увидеть интересную аналогию формы линии получившейся фигуры — «звезды Давида» (рис. 74, а) и формы генератора классического фрактала — триадной кривой Кох (рис. 74, б) Методами фрактальной геометрии создано несколько способов формирования неоднородности поверхности [71]. Среди них есть и способы построения неоднородных поверхностей, основанные на моделях регулярных фракталов. Например, поверхность обобщенной триады Кох. Вначале строится фрактальная кривая в масштабе р, а затем вся фрактальная кривая переносится параллельно самой себе на длину порядка Л. В результате получается гофрированная поверхность, которая служит моделью неоднородной поверхности (см. рис. 17), полученной при направленном шлифовании сколов поликристаллических сплавов.  [c.116]

Воздушный транспорт системы регулирования полетов G 08 G 5/00-5/06) Вокзалы, общее устройство В 61 В 1/00 Волновая энергия, использование [В 29 С вулканизация изделий 35/08-35/10 (соединение 65/14-65/16 тиснение или гофрирование поверхностей 59/16) пластических материалов , для переплавки металлов С 22 В 9/22 для полимеризации С 08 F 2/46 для получения привитых сополимеров на волокнах, нитях, тканях или т. п. D 06 М 14/18-14/34 в химических или физических процессах В 01 J 19/08] Волокна [использование гибких труб F 16 L 11/02 в сплавах цветных металлов С 22 С 1/09 в фильтрах В 01 D 39/02-39/06) металлические в сплавах С 22 С 1/09 оптические в качестве активной среды лазеров Н 01 S 3/07] Волокнистые материалы [использование для изготовления приводных ремней F 16 G 1/04, 5/08 складывание В 65 Н 45/00 сушильные устройства F 26 В 13/00] Волоконная оптика химический состав и изготовление оптического стекловолокна С 03 (В 37/023, 31j027, С 13/04) Волочение [В 21 С листового металла, проволоки, сортовой стали, труб 1/00-1/30 устройства для правки проволоки, конструктивно сопряженные с волочильными машинами 19/00) как способ изготовления топливных элементов реакторов G 21 С 21/10] Волочильные станы В 21 С очистки металлических изделий 43/02 рабочие инструменты для них 3/00-3/18) Вольтова дуга, использование для нагрева печей F 27 D 11/08 Вольфрам С 22 легированные стали, содержащие вольфрам, С 38/12-38/60 получение и рафинирование В 34/36 сплавы на его основе С 27/04)  [c.59]

Применение наружной литой гофрированной поверхности гильз в зоне охлаждения водой является эффективным средством борьбы против кавитационного разрушения. В промышленных гильзах наружная поверхность покрыта накипью в два слоя, при этом первый слой отделяется от гильзы с трудом, а второй покрыт большим количеством мелких характерных пузырьков, являющихся зародышами кавитационного разрушения. Наружная поверхность гильз с орнаментом покрыта накипью в один легкоотделяемый слой, в котором практически отсутствует скопление пузырьков. Такое различие объясняется тем, что в промышленной гильзе процессы окисления и образования накиин на обработанной поверхности происходят одновременно.  [c.167]

Резинотканевые всасывающие рукава (ГОСТ 8496-57) , из которых изготовляются гибкие всасывающие трубопроводы, состоят из внутреннего слоя резины, спирали из стальной проволоки, наложенного на проволоку слоя резины, нескольких прокладок из прорезиненной ткани и наружного слоя из односторонней или двусторонней прорезиненной ткани. Концы всасывающих рукавов изготовляют в виде мягких манжег, допускающих растяжение в радиальном направлении, что необходимо для удобства надевания рукава на соединительные штуцера приемных фильтров, насосов и т. п. Введение стальной спирали придает жесткость рукавам, благодаря чему они не сплющиваются под действием атмосферного давления, особенно в первоначальный момент работы насоса, когда рукав еще не заполнен водой. Сплющиванию препятствует и сама гофрированная поверхность этих рукавов. Всасывающие и напорно-всасы-вающие рукава согласно ГОСТ 8496-57 выдерживают без деформаций разрежение не менее 600 мм рт. ст. Избыточное рабочее давление в напорно-всасываюших рукавах допускается 3,5 и 10 Kz j M . Всасывающие рукава ходовых размеров выдерживают испытание на гидравлическое давление в 3 кгс1см .  [c.125]

Уравнение (9.15.16) при О определяет неограниченно дпинную гофрированную поверхность. Меридиан оптимальной оболочки имеет три характерные точки (рис. 9.15.3)  [c.233]

Гофрированная поверхность описывается функцией Де (х, у, z) -= e An ix, у, z). Поскольку Ап х, у, z) является скалярной функцией, из (11.3.6) следует, что благодаря гофрированности поверхности моды ТЕ или ТМ взаимодействуют лишь между собой, а не ТЕ с ТМ. Согласно гл. 6, правую часть уравнения (11.3.5) можно рассматривать как источник, возбуждающий к-ю моду. Для того чтобы амплитуда моды непрерывно увеличивалась, правая часть должна содержать член, который не изменяется существенно на расстоянии z > А, так чтобы интегрирование в среднем не приводило к нулевому значению. Для этого необходимо, чтобы выполнялось следующее условие  [c.464]

С использованием такого диффузора по описанной методике были сиптезированы голограммы Фурье для трех вариантов прострапственных равномерно окрашенных поверхностей гофра (рис. 6.10), пирамиды (рис. 6.11) и полусферы (рис. 6.12) [81,162]. Направление освещения предполагалось совпадающим с вертикалями к плоскости этих рисунков. Если смотреть на источник сферической волны сквозь эти голограммы, перемещая зрачок глаза по по верхности голограмм, наблюдается перемещение блика — максимально яркого пятна па восстановленном изображении. Эффект получается точно такой же, как если бы мы рассматривали с разных направлений реальные гофрированную поверхность, пирамиду, полусферу, освещенные направленным пучком света.  [c.130]

Английская фирма Текалемит выпускает ленточно-щелевые фильтры для очистки масла, топлива и воздуха, изготовленные путем навивки (на вращающуюся оправку) бумажной тонкогофри-рованной ленты, пропитанной фенольной смолой и затем после электрической полимеризации спеченной в полый цилиндр. Гофрированная поверхность бумажной ленты образует множество каналов между смежными витками. Предусматривают многократное использование фильтрующего элемента промывкой его в бензине с последующей продувкой сжатым воздухом.  [c.146]

Описание процесса раскрытия поверхности паруса. Допущения и приближённые соотношения. Отражающая поверхность паруса представляет собой тонкую однородную плёнку, которая в свёрнутом виде имеет форму гофрированной поверхности, уплощающейся при раскрытии. Перед началом раскрытия она специальным образом уложена на барабане цилиндрической формы радиуса R и длиной Lb  [c.182]

---

Страница не найдена | MIT

Перейти к содержанию ↓

• Образование
• Исследовать
• Инновации
• Прием + помощь
• Студенческая жизнь
• Новости
• Выпускников
• О MIT
• Подробнее ↓
  • Прием + помощь
  • Студенческая жизнь
  • Новости
  • Выпускников
  • О MIT

Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что вы ищете? Увидеть больше результатов

Предложения или отзывы?

Рифленая поверхность — обзор

9.3.2 Уравнения Максвелла 4 × 4 в матричной форме

Берреман разработал матричный алгоритм 4 × 4, который в принципе позволял вычислять матрицы Джонса анизотропных слоистых структур с плоскопараллельными границами. ^[35] Но для решения квартики Букера и соответствующего матричного дифференциального уравнения потребовались численные аппроксимации с большими вычислительными затратами. ^{[ 35 , 36 ]} Wöhler et al.Позже показал более быстрый способ решения матричного дифференциального уравнения в рамках алгоритма с использованием теоремы Сильвестра-Лагранжа. ^{[ 6 , 37 ]} Недавно были представлены решения квартики Букера для нескольких типов линейных диэлектрических материалов с двойным лучепреломлением. ^{[ 34 , 38 ]} Эти расширения сделали подход аналитическим во всем, что, в свою очередь, стало достаточно быстрым для подпрограмм регрессии, чтобы решить проблему двойного лучепреломления в больших наборах данных GE.Концепция Берремана подробно обсуждалась в литературе. ^{[7, 35, 37–40]} Несколько иную концепцию матричного подхода 4 × 4 разработал Йе. ^[41] Сравнение алгоритмов, разработанных, соответственно, Берреманом и Йе, дано Лин-Чунгом и Тейтлером. ^[39] Матрицы 4 × 4 естественным образом вытекают из редукции уравнений Максвелла и ограничения плоскопараллельных границ. Гениальная арифметика также позволяет уменьшить матричное выражение 4 × 4 до серии матриц 2 × 2.Такие подходы были представлены Mansuripur ^[42] и Toussaere and Zyss ^[44], и не будут здесь обсуждаться.

Ключ матричной алгебры 4 × 4 объединяет так называемую общую матрицу переноса T. Эта матрица обеспечивает элементы матрицы отражения и пропускания Джонса произвольных анизотропных, но однородных образцов с плоскопараллельными границами. Одним из преимуществ подхода 4 × 4 является то, что так называемая матрица частичного переноса T _p назначается каждому уровню.Эта матрица зависит от оптических и структурных свойств соответствующего слоя. Задача состоит в том, чтобы найти эту матрицу для любого типа внутреннего или индуцированного формой двулучепреломляющего слоя. Матрицы T _p могут использоваться как строительные блоки в системе построения блоков для моделирования оптического отклика слоев, уложенных друг на друга в любом порядке. Еще одно более техническое преимущество состоит в том, что во время регрессионного анализа только матрица рассматриваемого слоя перестраивается для каждого предположения числового параметра.В этом разделе матричная алгебра 4 × 4 будет описана с соответствующими деталями. Доступные решения для специальных анизотропных слоев будут представлены в разделе 9.4. Разработанная здесь алгебра будет затем использована в разделе 9.6 для анализа данных GE.

Рассмотрим многоуровневую систему с плоскопараллельными интерфейсами. Предположим, что падающая световая волна с волновым вектором k _a выходит из падающей среды (окружающая среда, индекс a, −∞ < z <0, показатель преломления na = ∈a) под углом падение Φ _a (рис.9.4). Все результирующие волновые векторы лежат в плоскости падения (см. Также рис. 9.2) и не имеют y -компонент. ^† Общая матрица переноса T связывает амплитуды волн в «когерентной» последовательности слоев. Когерентность набора слоев определяется его общей оптической толщиной, которая не должна превышать длину когерентности светового луча. Для общего случая, изображенного на рис.9.4, нам потребуются две матрицы T ₊ и T _—

(9.29) (As, Bs, Ap, Bp,) T = T + (Cs, Ds, Cp, Dp) T,

(9.30) (Es, Fs, Ep, Fp,) T = T− (C′s, D′s, C′p, D′p) T,

, где () ^T обозначает транспонирование вектора. По всей подложке когерентные моды слева и справа на рис. 9.4 могут быть связаны диагональной матрицей M , которая зависит от толщины подложки d и собственных значений q _i характеристической матрицы. Δ построено для материала подложки.(См. Раздел 9.4.)

(9.31) (Cs, Ds, Cp, Dp,) T = M [d, qi] (C′s, D′s, C′p, D′p) T,

(9.32) M [d, qi] = diag [ik0dexp (q1 +, q1−, q2 +, q2−)].

А пока предположим, что подложка оптически бесконечна. Позже мы включим случай прохождения через подложку, случай отражения света от тыльной стороны образца и случай, когда образец измеряется с тыльной стороны. Мы также сможем обрабатывать слои, уложенные на обратной стороне образца. Для этого нам нужно соединить (Cs, Ds, Cp, Dp) T и (C’s, D’s, C’p, D’p) T внутри анизотропной подложки, используя собственные значения и собственные моды плоских волн внутри подложки, которые зависят от k _a (или k _f ). ^†

Поскольку мы еще не включаем физическую заднюю сторону, только C _p и C _s рассматриваются в уравнении. (9.29) ( D _p = D _s = 0, E _p = E _s = 0, F _p = F _s = 0). Тангенциальные компоненты векторов электрического и магнитного полей непрерывны на границе раздела двух сред (если плотность поверхностного тока и плотность поверхностного заряда равны нулю.) Если d _i обозначает толщину i -го слоя, матрица частичного переноса T _ip , которая соединяет компоненты волны в плоскости на границе раздела в z = zi с компонентами на следующем границу раздела при z = zi + di можно определить для любого однородного слоя. Упорядоченный продукт всех таких матриц из всех слоев N переносит компоненты в плоскости на первом интерфейсе с координатами z = 0 на последний интерфейс с координатами z = z _N . Далее мы определяем падающую матрицу L _a , которая проецирует составляющие плоской волны падающей и отраженной волн с левой стороны на рис. 9.4 на поверхность образца. Точно так же выходная матрица L _f проецирует амплитуды на последней границе раздела в выходную среду, которая теперь является подложкой. Общая матрица передачи T , определенная в формуле. (9.29) затем получается из произведения всех инвертированных матриц T _ip , и матриц инцидентов и выходов в порядке их появления

(9.33) T = La − 1 [∏i = 1NTip (di)] — 1Lf = La − 1∏i = N1Tip (−di) Lf.

Инверсия T _p , как показано в уравнении. (9.33) не требует вычисления обращения матрицы. Матрицы L _a и L _f обсуждаются в работе. 38. Матрица падающего излучения

(9,34) La − 1 = 12 [01−1 / nacosΦa0011 / nacosΦa01 / cosΦa001 / na − 1 / cosΦa001 / na],

зависит от угла падения Φ _a и показатель преломления n _a окружающего материала.Если подложка двулучепреломляющая, моды C могут взаимодействовать друг с другом. Выходная матрица следует из предположения, что полное пропускаемое поле внутри подложки состоит из линейной комбинации собственных векторов Ξ _i характеристической матрицы коэффициентов Δ. (См. Раздел 9.4.) Коэффициенты — это амплитуды C _p и C _s . Тогда получается матрица L _f :

(9.35) Lf jk = Ξjk, j, k = 1… 4,

и явные выражения Ξ _jk для несимметричных диэлектрических сред приведены в [5]. 43. Если большие оси симметрично диэлектрической подложки совпадают с лабораторными осями ( x, y, z ), моды C разделяются, тогда L _f читает (nx = ∈x, ny = ∈y, nz = ∈z)

(9,36) Lf = [00cosΦz − cosΦz1100 − nycosΦynycosΦy0000nxnx].

Угол Φ _j рассчитывается по закону Снеллиуса

(9.37) cosΦj = 1 — [(na / nj) sinΦs] 2.

Гофрированные поверхности

Гофрированные поверхности

Диссоциация на гофрированных поверхностях

Сначала несколько слов о том, что подразумевается под гофром, и если на то пошло, что это такое. то гофрированный.

До недавнего времени многие думали, что потенциалы взаимодействия для системы молекула-поверхность не сильно отличались от единицы на другой , когда рассматриваемая поверхность была металлической .Причина заключалась в том, что электроны на поверхности металла разлетаются, т. Е. они (по крайней мере, электроны проводимости) делокализованы, и поэтому «электронные поверхность »более гладкая, чем« настоящая », как показано ниже.

Плотно упакованная металлическая поверхность показана слева сверху. При просмотре сбоку справа вы можете видеть, как электроны (показаны красными контурами, обозначающими постоянная плотность) перетекают и заполняют перемычки между атомами.

Поскольку именно электроны определяют связь, и, следовательно, энергии связи (т.е.поверхность потенциальной энергии), то это также должно быть достаточно гладкая функция положения по поверхности, по крайней мере, так утверждают. Этот кажется, работает разумно для He, взаимодействующего с поверхностью, но это не действительно химическое взаимодействие. Для молекул, в которых связи разрываются и переформируются (или попробуйте) это не удерживает.

Вот пример того, что я имею в виду: следующие два потенциала локтя были вычислено для молекул водорода (H ₂ ), взаимодействующих с (111) поверхность Cu для разных сайтов, но с одной и той же азимутальной молекулой. ориентация, т.е. чтобы перейти от одного к другому, вы просто перемещаете молекулу по всей поверхности.

Эти потенциалы были рассчитаны Бьорк Хаммер в Дании с использованием геометрии плиты-суперячейки для представления поверхности.В энергии на счетчиках указаны в эВ.

Рассмотрим сначала левую; это PES для диссоциации от мостик (расположение молекулярного центра масс) в полый сайт (где заканчиваются два атома). Это наиболее предпочтительный путь диссоциации, и фактически «истинная» высота барьера ниже, чем полученная в этом расчет. Учтите, что локоть очень плавно сгибается.

Сравнить сейчас в правую ППЭ (для диссоциации сверху поверхностного атома с H атомы снова уходят в полый узел).Обратите внимание, что PES с полым верхом имеет более высокий барьер, который возникает дальше от поверхности и при большей длине связи (эти два фактически частично компенсируются), и что он гораздо больше изгибается резко.

Итак, когда молекула попадает в разные участки, PES выглядит разные. Но это H ₂ / Cu (111) !! Это парадигма активированная динамика диссоциации, которая проявляет нормальное масштабирование энергии !!

Другими словами, хотя на разных сайтах очень разные взаимодействия ППЭ с разной высотой барьера диссоциация все равно возникает как будто поверхность ровная.

Почему при диссоциации он кажется плоским?

Чтобы увидеть, как это происходит, мы должны более подробно рассмотреть представленные выше PES. деталь.

Ключевым моментом является то, что барьер может изменяться двумя способами, как молекула перемещается по поверхности; он может изменять свою энергию, например с 0,73 эВ до 0,96 эВ, или он может изменить свое местоположение. Мы можем увидеть и то, и другое в PES выше. Маршрут диссоциации над полостью (справа) имеет барьер который энергетически выше и происходит на большем расстоянии от поверхности и при большей длине связи H-H.

Эти разные способы изменить барьер (есть и другие, которые мы указать ниже) вызывают различные типы гофра из ПЭУ.

Два основных типа мы называем ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ гофра и ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ гофра.

Эти две гофры создают противоположные и конкурирующие эффекты, когда угол наклона заболеваемости варьируется. Если они должным образом сбалансированы, тогда нормальная энергия результаты масштабирования, как мы покажем на следующих страницах.

<< Вернуться на предыдущую страницу

---

© G.R. милый

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Микропловцы возле гофрированных периодических поверхностей

Мы исследуем гидродинамические взаимодействия между микропловцами и гофрированными или шероховатыми поверхностями, которые часто встречаются в биологических системах и микрофлюидных устройствах. Используя теорему взаимности Лоренца для вязких течений, мы выводим точные выражения для скоростей, вызванных шероховатостью, вплоть до первого порядка в флуктуациях высоты поверхности и обеспечиваем решения для поступательных и угловых скоростей, действительные для произвольной формы поверхности.Мы применяем наши теоретические предсказания, чтобы выяснить влияние периодической волнистой поверхности на скорости микропловцов, моделируемых в терминах суперпозиции сингулярностей Стокса. Наши результаты, действительные в рамках анализа дальнего поля, показывают, что скорости, вызванные шероховатостью, изменяются немонотонно в зависимости от длины волны поверхности. Для длин волн, сравнимых с расстоянием между пловцом и поверхностью, толкатель может испытывать отталкивающий вклад из-за отражения полей потока на краю поверхностной полости, что снижает общее притяжение к стене.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?

Вязкая пленка течет вниз по гофрированным поверхностям

1.

W. Nusselt, Die Oberflächenkondensation des Wasserdampfes, Zeitschrift VDI 60 , 541-546 (1916).

Google Scholar

2.

С. В. Алексеенко, В. Е. Накоряков, Б. Г. Покусаев, Волнистое течение пленки жидкости , Наука, Новосибирск (1992).

Google Scholar

3.

H.-C. Чанг, «Волновая эволюция падающей пленки», Ann. Rev. Fluid Mech. 26 , 103-136 (1994).

Google Scholar

4.

Ю. Я. Трифонов, О.Ю. А. Цвелодуб, “Нелинейные волны на поверхности стекающей пленки жидкости. Ч. 1. Волны первого семейства и их устойчивость, J. Fluid Mech. 229 , 531-554 (1991).

Google Scholar

5.

Л. Т. Нгуен и В. Балакотая, «Моделирование и экспериментальные исследования эволюции волн на свободно падающих вязких пленках», Phys. Жидкости 12 , 2236-2256 (2000).

Google Scholar

6.

Дж. Р. Фэйр и Дж. Р. Браво, «Дистилляционные колонны, содержащие структурную насадку», Chem. Англ. Прогр. 86, , 19-29 (1990).

Google Scholar

7.

Дж. М. ДеСантос, Т. Р. Мелли и Л. Е. Скривен, «Механика газожидкостного потока в контакторах с уплотненным слоем», Ann. Rev. Fluid Mech. 23 , 233-260 (1991).

Google Scholar

8.

Р. К. Шах и В. В. Фок, «Пластинчатые теплообменники и теория их проектирования», в: Проектирование оборудования для теплопередачи, Hemisphere, Вашингтон (1988), стр. 227-254.

Google Scholar

9.

R. L. Webb, Principles of Enhanced Heat Transfer , Wiley, New York (1994).

Google Scholar

10.

Л. Чжао и Р. Л. Серро, «Экспериментальная характеристика течений вязкой пленки по сложным поверхностям», Int.J. Многофазный поток 6, , 495-516 (1992).

Google Scholar

11.

М. Влахогианнис и В. Бонтозоглу, «Эксперименты по ламинарному течению пленки вдоль периодической стенки», J. Fluid Mech. 457 , 133-156 (2002).

Google Scholar

12.

К. Ю. Ван, «Пленка жидкости, медленно стекающая по волнистому склону», Айше Дж. 27, , 207-212 (1981).

Google Scholar

13.

Ф. Канг и К. Чен, «Двухслойный поток под действием силы тяжести по слегка волнистому периодическому наклону при малых числах Рейнольдса», Int. J. Многофазный поток 3 , 501-513 (1995).

Google Scholar

14.

К. Позрикидис, «Течение жидкой пленки вдоль периодической стенки», J. Fluid Mech. 188 , 275-300 (1988).

Google Scholar

15.

С. Шетти и Р. Л. Серро, «Течение тонкой пленки по периодической поверхности», Int. J. Многофазный поток 6, , 1013-1027 (1993).

Google Scholar

16.

В. Бонтозоглу и Г. Папаполимеру, «Ламинарное течение пленки по волнообразному уклону», Int. J. Многофазный поток 1 , 69-79 (1997).

Google Scholar

17.

Ю. Я. Трифонов, “Течение пленки вязкой жидкости по периодической поверхности”, Междунар. J. Многофазный поток 24 , 1139-1161 (1998).

Google Scholar

18.

Ю. Я. Трифонов, “Пленка вязкой жидкости, растекающаяся по вертикальной гофрированной поверхности, и устойчивость свободной поверхности пленки”, . J. Eng. Термофиз. 10 , № 2, 129-145 (2000).

Google Scholar

19.

Ю. Я. А. Трифонов, “Пленка вязкой жидкости течет по вертикальной гофрированной поверхности. Расчет тепломассопереноса »// Современные вычислительные методы теплопередачи. VI. WITpress, Саутгемптон, Великобритания (2000), стр. 373-382.

Google Scholar

20.

В.Я. Шкадов, “Волнистые режимы течения вязкой тонкой пленки под действием силы тяжести”, Изв. Акад. АН СССР, мех. Жидк. Газа 1 , 43-51 (1967).

Google Scholar

Бездисперсионное манипулирование отраженным акустическим волновым фронтом с помощью субволновой гофрированной поверхности

Концепция бездисперсионного фазового фронта

Для реализации бездисперсионного манипулирования волновым фронтом мы начинаем с фундаментальной трудности устранения частотной зависимости в обобщенном законе отражения, а именно: выводится по принципу Ферма и обычно управляет поведением отраженной волны на поверхности с введенным пространственно-изменяющимся скачком фазы, следующим образом: ²

, где θ _r и θ _i являются углами отражение и падение соответственно.λ — длина волны, а ϕ = ϕ (x) — фазовая характеристика на поверхности. Отраженный угол θ _r можно рассчитать как

. Это ожидается из уравнения. (2) что различные фазовые фронты могут быть получены путем проектирования функции dϕ / dx соответствующим образом. Например, можно реализовать необычное отражение, выбрав dϕ / dx в качестве константы повсюду на границе раздела, в то время как для планарной фокусировки требуется конкретное значение dϕ / dx , которое изменяется в пределах x для управления сходимостью волны.Фактически, это обычные способы манипулирования волновым фронтом в предыдущих разработках. Однако оптические / акустические элементы, используемые для реализации желаемого фазового градиента, обычно являются частотно-селективными, что приводит к зависимости члена dϕ / dx от длины волны. Тогда член ( λ / 2π ) ( dϕ / dx) кажется обязательно функцией длины падающей волны, что означает, что θ _r должны различаться на разных частотах ^{1,2,3,4, 5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19} .В результате обычные устройства манипулирования волновым фронтом всегда имеют дисперсионные характеристики и ограниченную полосу пропускания. Несмотря на то, что некоторые усилия были направлены на разработку широкополосных устройств, их полоса пропускания расширяется за счет простого принятия инварианта dϕ / dx относительно частоты, что делает невозможным реализацию постоянного угла отражения для реальных широкополосных сигналов ^6,9 .

Наблюдение за уравнением. (2) предполагает, однако, что вполне возможно использовать частотно-зависимый, но правильно спроектированный фазовый профиль, т.е.е., dϕ / dx , чтобы идеально компенсировать дисперсию фактора ( λ / 2π ), вместо того, чтобы приводить к высокодисперсной манипуляции волнового фронта, как обычно ожидается. Чтобы сделать член ( λ / 2π ) ( dϕ / dx) независимым от частоты, фазовый градиент dϕ / dx должен иметь следующий вид:

, где a ( x ) — это функция x и не зависит от λ.

Приведенный выше анализ показывает возможность реализации бездисперсионного манипулирования волновым фронтом за счет создания определенной градиентной поверхности.На рисунке 1 (а) схематически показан бездисперсионный фазовый фронт, из которого видно, что желаемый фазовый градиент dϕ / dx должен быть пропорционален волновому числу k ₀ = 2π / λ , т. Е. Φ ( x ) = k ₀ ∫ a ( x ) dx . Очевидно, наличие фактора k ₀ предназначено для исчезновения частотной зависимости, в то время как оставшийся член ( a ( x )), который зависит исключительно от x , все еще может быть свободно адаптирован для получения произвольный волновой фронт, о чем будет сказано ниже.

Рисунок 1

Схематическое изображение бездисперсионного SCS.

( a ) Схематическое изображение бездисперсионного фазового фронта. Бездисперсионный фазовый фронт должен иметь dϕ / dx пропорционально k ₀ . ( b ) Схематическое изображение SCS, сделанного из канавок с субволновой шириной под поверхностью. Синяя область заполнена акустически жесткой средой, в качестве фоновой среды выбран воздух. Глубина канавок является функцией x , т.е.е., y ​​ = h ( x ), который определяет пространственно изменяющийся фазовый сдвиг между падением и отражением.

Далее мы покажем, как SCS позволяет произвольно управлять отраженным фазовым фронтом с конкретным условием, заданным формулой. (3) быть удовлетворенным. На рисунке 1 (б) показана схема СКС. За счет украшения поверхности канавками, имеющими субволновую ширину, фаза волны задерживается при распространении по кругу в каждой канавке.По сравнению с нормальной плоской поверхностью, декорированная поверхность добавляет отраженной волне локальный фазовый сдвиг. Соотношение между входной и выходной фазами просто определяется траекторией волны, как показано ниже:

, где h ( x ) — глубина канавки, а ϕ ( x ) представляет пространственный фазовый отклик на поверхности. В предлагаемой структуре SCS размер канавок в направлении x составляет субволновую длину, что гарантирует субволновое разрешение фазового профиля вдоль поверхности.С другой стороны, глубина канавок в направлении y ​​ сравнима с рабочими длинами волн, чтобы достичь достаточного фазового запаздывания. Таким образом, выбирая глубину канавок в каждом пространственном положении по-разному, можно получить пространственно изменяющийся фазовый сдвиг для отраженной волны. Примечательно, что фазовая характеристика, заданная формулой. (4) согласуется с формулой. (3) по форме, что указывает на то, что требование об исключении члена, связанного с частотой, полностью выполнено. Направление отраженной волны можно определить по формуле.(2)

, где g ( x ) = dh ( x ) / dx — это пространственный градиент массива канавок. В таких случаях направление отражения не зависит от длины волны и определяется исключительно выбором g ( x ). Таким образом, правильно спроектировав g ( x ), можно получить произвольный фазовый фронт в широкой полосе частот, как будет продемонстрировано позже.

Сверхширокополосное экстраординарное отражение от SCS

В следующих анализах используется особый необычный отраженный SCS (ERSCS) с постоянным градиентом решеток канавок (т.е., г ( x )) в качестве примера. На рисунке 2 (а) показаны структурные параметры ERSCS с г = 0,3535. Для падающей волны с частотой f ₀ = c ₀ /2 h ₁₈ = 2695 Гц ( c ₀ = 343 м / с является скорость звука в воздухе) диапазон сдвига фаз, обеспечиваемый канавками, составляет 0–2π с шагом π / 9. Следовательно, для падающей волны с произвольной частотой βf ₀ .(β > 0), отраженная фаза также может линейно модулироваться в диапазоне 0–2βπ с шагом βπ / 9, что означает, что требование получения необычного отражения всегда может выполняться на разных частотах.

Рисунок 2

Схематическое изображение ERSCS и экспериментальной установки.

( a ) Схематическое сечение ERSCS, сделанного из 18 канавок, с периодом d = 1 см и шириной d ₀ = 0,75 см. Глубина h _j каждой канавки увеличивается с 3.От 535 мм до 63,63 мм с шагом 3,535 мм. Размер в плоскости x — y ​​ составляет 19,5 см × 7 см. ( b ) Фотография образца ERSCS из акрилонитрилбутадиенстирольного пластика (АБС), изготовленного на 3D-принтере. Размер 19,5 см × 7 см × 18 см. ( c ) Схематическое изображение двухмерной экспериментальной системы. Область измерения представляет собой квадратную область размером 6 см × 6 см с центром в точке (-8 см, -16 см). «Отраженная область» определяется как поперечный профиль шириной 19,5 см с координатой центра (−9.75 см, -19,5 см). Между источником и измерительной областью размещалась поглощающая пластина для разделения падающего и отраженного акустических полей.

На рис. 2 (б, в) показаны фотография образца и двухмерная схема экспериментальной системы, соответственно. Измерения проводились в безэховой камере. Для получения плоской волны громкоговоритель располагался на расстоянии 3 м от образца. Область измерения и центр динамика расположены в одной плоскости x-y . Отраженный угол, полученный из уравнения.(5) для нормально падающей волны — 45 °. Между ними помещалась поглощающая пластина для разделения падающего и отраженного акустических полей. Погрешность, вызванная дифракционным эффектом около края пластины, должна быть незначительной, поскольку размеры ERSCS и измерительной области намного больше, чем длина падающей волны.

Мы выполнили серию измерений в широкополосном диапазоне, и типичные результаты будут представлены следующим образом. Для сравнения также было проведено численное моделирование.Численные и экспериментальные результаты показаны на рис. 3 для трех конкретных частот: 2,7 f ₀ , 4,5 f ₀ и 6,3 f ₀ (а именно, 7,277 кГц, 12,128 кГц и 16,979 кГц). Параметр числа фазы (PN), который представляет количество дискретных фаз в диапазоне 2π, определяется как PN = n / β для оценки разрешения фазовой поверхности. Для трех рассматриваемых частот значения PN равны 6,67, 4 и 2.86 соответственно. Наблюдается хорошее согласие между численными и экспериментальными результатами, в которых необычное отражение под углом 45 °, точно такое же, как и теоретическое предсказание, может быть идентифицировано в сверхширокополосном диапазоне частот. Стоит отметить, что угол отражения, обеспечиваемый предлагаемой структурой, можно свободно регулировать в удивительно широком диапазоне (приблизительно от -80 ° до + 80 °). Отметим также, что эффект необычного отражения может поддерживаться в случаях наклонного падения, поскольку канавки с субволновой шириной позволяют распространяться только моде нулевого порядка, делая фазовую характеристику независимой от направления падения.Мы также выполнили серию численного моделирования, чтобы оценить эффективность предложенной конструкции для наклонно падающих волн, и численные результаты подтвердили, что это необычное явление также имеет место с высокой эффективностью в случаях наклонного падения. (См. Дополнительные материалы).

Рис. 3

Численная и экспериментальная демонстрация сверхширокополосного необыкновенного отражения от СКС.

( a , c , e ) Поля рассеянного акустического давления ERSCS при моделировании на 7.277 кГц, 12,128 кГц и 16,979 кГц соответственно. На вставках показаны звуковые поля, измеренные в измерительной области на рис. 2 (c). (b, d, f) Соответствующие распределения фазы вдоль границы раздела на 7,277 кГц, 12,128 кГц и 16,979 кГц, соответственно. Фаза сохраняет линейную зависимость от расстояния для разных частот.

Физическая модель, основанная на теории фазированных решеток

Простота структуры этой конкретной ERSCS позволяет провести аналитический анализ для лучшего понимания лежащего в ее основе механизма, что может быть выполнено с использованием теории фазированных решеток.В отверстии отдельной канавки падающая волна будет вызывать колебания воздуха, который ведет себя как вторичный источник излучения, для которого коэффициент прочности A _j приблизительно равен A _j = Sv _j , где v _j — нормальная скорость в отверстии, а S — поперечное сечение каждой канавки. Из-за субволновой ширины канавки мы можем просто рассматривать аномально отраженную волну как новое акустическое излучение от линии вторичных источников с фазовыми задержками, модулируемыми SCS с различной глубиной канавки, как показано на рис.4 (а). Предполагая, что расстояние между точкой наблюдения и источником j th составляет ρ _j , полное отраженное давление может быть выражено как

, где — функция Ганкеля первого рода нулевого порядка, а ϕ _j — фазовая задержка каждого вторичного источника. Когда падающая волна представляет собой плоскую волну и ширина каждой канавки одинакова, все коэффициенты прочности должны быть одинаковыми, то есть A _j ≡ A .Поскольку фазовая задержка по каждой канавке равна ϕ _j = 2 k ₀ h _j с h _j = ( N — j ) dg . (N = n + 1 = 19), в дальней зоне по формуле. (6) принимает вид

, где ρ _j = ρ ₁ — ( j — 1) Δρ и,. Центр массива источников установлен в качестве опорной точки, а расстояние составляет примерно ρ = ρ ₁ — L Δρ / 2 d , где L = ( N — 1) d — это общая длина линейного исходного массива.Тогда получается

Рис. 4

Физическая модель, основанная на теории фазированных решеток.

( a ) Схематическое изображение физической модели, основанной на теории фазированных решеток. Поле полного акустического давления складывается из вторичных источников с разными фазовыми задержками. ( b , c , d ) Поля акустического давления, заданные уравнением. (6) при 7,277 кГц, 12,128 кГц и 16,979 кГц соответственно. (e, f, g) Факторы направленности, заданные формулой. (9) (синяя линия) и смоделированные (красный кружок) на 7.277 кГц, 12,128 кГц и 16,979 кГц соответственно.

Уравнение (8) подразумевает, что максимум излучения всегда появляется под определенным углом, который полностью не зависит от k ₀ . Поле необыкновенно отраженной волны при составляет. Тогда уравнение. (8) может быть выражено как p (ρ, θ, ω) = p (ρ, θ ₀ , ω) D (θ), где D (θ) — коэффициент направленности , приведенные ниже

На рисунках 4 (b – d) показаны поля акустического давления, заданные формулой.(6) на разных частотах. Рисунки 4 (e – g) показывают сравнение значений D (θ), заданных формулой. (9) и численным моделированием на соответствующих частотах. Теоретические результаты показывают, что необычные отражения появляются при θ = 45 ° без боковых лепестков, что отлично согласуется с численными и экспериментальными результатами.

Полоса пропускания ERSCS

В принципе, наша схема способна обеспечить полностью бездисперсионную манипуляцию волнового фронта. Однако на практике желаемая градиентная поверхность должна имитироваться определенной структурой, которая обязательно зависит от частоты.Тем не менее, рабочая полоса пропускания должна быть удобно отрегулирована или расширена в соответствии с практическими требованиями. Поэтому важно исследовать влияние структурных параметров на эффективность и пропускную способность ERSCS. Мы определяем параметр R = Вт / Вт ₀ с Вт ₀ и Вт , являющимся звуковой мощностью на ERSCS и «Зона отражения» на рис. 2 (c) соответственно, которые можно использовать для количественной оценки производительности ERSCS.На рисунках 5 (а, б) показаны спектры эффективности отражения, смоделированные для трех частных случаев: n = 12, 18 и 27 соответственно. Для модели ERSCS с n = 18 эффективная ширина полосы, которая определяется как R > 0,5, составляет от 2,5 до 20,1 кГц (около 3 октав). При постоянном периоде d , как показано на рис. 5 (a), нижняя частота среза ( f _cl ) ERSCS уменьшается с увеличением n , в то время как верхняя частота среза ( f _ch ) остается неизменным.С другой стороны, при постоянной ширине ERSCS f _ch переходит на более высокую частоту, а f _cl остается постоянной, когда n увеличивается, как показано на рис. 5 (b) .

Рисунок 5

Пропускная способность ERSCS.

Спектры эффективности отражения ( R ) с числами деления ( n ) 12, 18 и 27 с периодом d , фиксированным в (a), и постоянной шириной ERSCS в (b ).(c, e) Факторы направления, заданные формулой. (9) (синяя линия) и моделируемые (красный кружок) при PN = 2 и PN = 2,41 (соответствует K ₀ d = 3,68). (г, е) Результаты расчета поля рассеянного акустического давления при PN = 2 и PN = 2.41. (g) Соотношение между значениями и необыкновенными углами отражения, когда боковой лепесток появляется при θ ₀ = -90 °.

Приведенные выше результаты показывают, что f _cl определяется общей шириной ERSCS, тогда как f _ch определяется d или PN, что также может быть записано как PN = c ₀ /2 dgf , i.е., разрешение фазовой поверхности. Отмечая, что для разных n , f _ch всегда меньше, чем частота среза волновода f _c = c ₀ /2 d ₀ (например, для n = 18, f _ch = 20,1 кГц и f _c = 22,9 кГц). Следовательно, достаточно низкое дискретное разрешение приведет к возникновению нежелательной отраженной волны, которая определяет значение f _ch .На рис. 5 (а, б) верхняя граничная частота 3 дБ составляет примерно PN = 2,41. Для крайнего случая PN = 2, что означает, что фаза колеблется от 0 до π, изменения фазы симметричны между x до — x и от — x до x , что приводит к двум симметричным направлениям отражения с соответствующие углы ± 45 °, как показано на рис. 5 (в, г). Таким образом, на рис. 5 (а) значение при PN = 2 составляет почти половину значения R при PN> 2,41, потому что только половина рассеянной волны отражается в желаемую область.На рисунках 5 (e, f) показано, что боковой лепесток появляется при PN = 2,41, что соответствует результату на рисунке 5 (g). Это пространственное явление наложения спектров может быть хорошо объяснено формулой. (9). является одним решением уравнения D (θ) = 1, что соответствует k ₀ d ( sinθ -2 g ) / 2 = 0. Еще есть другое решение, то есть k ₀ d ( sinθ -2 g ) / 2 = мπ ().Обычно такое условие трудно удовлетворить, поскольку дискретное разрешение обычно велико, и значение k ₀ d ( sinθ -2 g ) / 2 не может достигать ± π. Однако, когда частота достаточно высока (то есть достаточно низкая), появится другое решение, соответствующее k ₀ d ( sinθ -2 g ) / 2 = −π. На рисунке 3 (g) показано соотношение между значениями K ₀ d и необыкновенными углами отражения, когда боковой лепесток появляется при θ ₀ = -90 °, что удовлетворяет

, где θ _r необыкновенные углы отражения.Численные результаты хорошо согласуются с теоретическими предсказаниями, в которых значение K ₀ d дает верхнюю граничную частоту необычного отражения. Вышеупомянутый анализ предполагает, что с целью имитации желаемой фазовой поверхности с использованием дискретных единиц, что обязательно требует высокого пространственного разрешения ²⁰ , упрощенная модель, разработанная здесь, может быть использована для точного прогнозирования верхней частоты среза. Благодаря простой структуре спроектированной субволновой гофрированной поверхности, просто увеличив n , можно получить расширенную полосу пропускания и более высокое разрешение фазовой поверхности, что обеспечивает полную свободу для управления волновым фронтом, применимого к любому формированию луча.

Реализация произвольных бездисперсионных фазовых фронтов

Как мы обсуждали выше, уравнение. Из (3) следует, что предложенная нами общая схема позволяет спроектировать произвольный фазовый профиль как функцию x , сохраняя при этом независимость от частоты. Для конкретной реализации SCS, состоящей из субволновых канавок, такой потенциал может быть реализован путем выбора градиента h в качестве более сложной функции x . Тем самым может быть реализован любой желаемый бездисперсионный фазовый фронт, такой как плоская фокусировка и ускоряющийся недифракционный пучок с произвольной выпуклой траекторией.В деталях, если требуется пространственная фаза, согласно формуле. (4) глубина канавки должна быть выбрана равной

, где — константа, введенная для обеспечения того, чтобы h ( x ) было положительным значением. Тогда результирующий фазовый фронт будет бездисперсным из-за того, что он не зависит от длины волны, а разрешение фазового профиля можно свободно контролировать, регулируя значение.

Планарная фокусировка

Чтобы сфокусировать звук в произвольной позиции ( x ₀ , y ​​ ₀ ), требуется гиперболоидальный фазовый профиль.(12), глубина канавок в различных точках x определяется с помощью

На рисунках 6 (a – c) показаны поля интенсивности рассеянного звука модели фокусировки звука с фокусным положением (10 см, −19 см) при 7,277 кГц, 12,128 кГц и 16,979 кГц соответственно. Явление фокусировки очевидно наблюдается в сверхширокополосной связи. Явление бездисперсионной фокусировки также можно интерпретировать с помощью теории фазированных решеток. На рисунках 6 (d, e) показаны поля интенсивности звука, заданные формулой. (6) основаны на теории фазированных решеток, что согласуется с численными результатами.Здесь ϕ _j в уравнении. (6) больше не изменяется линейно с x , но соответствует уравнению. (12).

Рисунок 6

Иллюстрация фокусировки звука с помощью SCS.

Образец состоит из 40 канавок с диаметром d = 1 см и d ₀ = 0,75 см. (a, b, c) Результаты расчета полей интенсивности рассеянного звука для нормально падающей плоской волны на частотах 7,277, 12,128 и 16,979 кГц соответственно. Расположение фокуса (10 см, −19 см).(d, e, f) Акустические поля интенсивности, определяемые формулой. (6) на разных частотах.

Недифракционный луч с произвольной выпуклой траекторией

Мы также продемонстрировали СКС с генерацией акустического луча, который распространяется по произвольной выпуклой траектории. На основе теории Каустика ^21,22 можно получить произвольные выпуклые ускоряющие пучки путем направления соответствующего пространственного фазового профиля. Соотношение между фазовым профилем ϕ ( x ) и углом отражения θ составляет.Чтобы реализовать произвольную траекторию, профиль фазы можно выразить как ²²

, где — наклон траектории. В качестве примера построена круговая траектория с. Наклон кривой при ( x _0, y ​​ ₀ ) составляет. Благодаря и, наклон траектории может быть выражен как

Комбинируя уравнение. (14) получаем

Пространственный фазовый профиль

Таким образом, глубина h ( x ) равна

На рисунках 7 (a – c) показаны поля интенсивности рассеянного звука при 7.277 кГц, 12,128 кГц и 16,979 кГц соответственно. На рисунках 7 (d, e) показаны поля интенсивности звука, заданные формулой. (6), что хорошо согласуется с численными результатами.

Рисунок 7

Изображение недифракционного пучка с круговой траекторией с помощью SCS.

Образец состоит из 40 канавок с диаметром d = 1 см и d ₀ = 0,75 см.