Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zjawisko lewitacji akustycznej – badania wstępne

Grzywnowicz Krzysztof, Remiorz Leszek

Rynek Energii

|

2020

|

Nr 1

51--58

PL

Zjawiska lewitacji stanowią potencjalnie interesującą alternatywę dla wielu rozwiązań tradycyjnych i są przedmiotem szerokich badań. Istota lewitacji polega na równoważeniu siły grawitacji innym oddziaływaniem, np. magnetycznym. Jako przykład praktycznego wykorzystania tego fenomenu można wymienić chociażby łożyska wykorzystujące zjawisko lewitacji magnetycznej. Inną metodą uzyskania efektu lewitacji jest oddziaływanie falą akustyczną. Powstająca w tym przypadku siła nośna wywołana jest niezerową wypadkową sumarycznego ciśnienia wywołanego oddziaływaniem fali akustycznej na powierzchni lewitującego ciała. W pracy omówiono podstawy fizyczne zjawiska lewitacji akustycznej oraz potencjalny obszar jego zastosowań w energetyce. Przedstawiono również wstępne wyniki badań modelowych, obejmujących wyznaczenie wpływu podstawowych parametrów środowiskowych, w tym względnego położenia lewitującego ciała, częstotliwości fali akustycznej oraz wilgotności gazu roboczego, na wartości charakterystycznych parametrów zjawiska, w tym maksymalnej siły nośnej. Otrzymane wyniki wskazują na możliwość wykorzystania zjawiska przy zmiennych właściwościach fizycznych gazu roboczego, pod warunkiem ograniczenia masy lewitującej drobiny. Rezultaty wykazują jednocześnie graniczne wartości parametrów środowiskowych, które można uznać za akceptowalne w przypadku wykorzystania omawianego fenomenu. Zebrane dane uwidaczniają fundamentalną zależność siły nośnej od położenia lewitującej drobiny w kanale akustycznym oraz częstotliwości fali akustycznej. Wyniki badań prezentują także ograniczony wpływ wilgotności gazu na parametry zjawiska.

EN

Since the levitation phenomena are potentially interesting alternative to many traditional solutions, they state currently a subject of extensive research. The principle of the levitation consists in balancing the force of gravity with another interaction, e.g. magnetic. As an example of the use of this phenomenon, the bearings using the phenomenon of magnetic levitation might be mentioned. Another method of obtaining the effect of levitation is acoustic wave interaction. The lift force generated in this case is caused by a non-zero resultant vector of the total pressure caused by the impact of the acoustic wave on the surface of the levitating body. The paper discusses the physical foundations of the phenomenon of acoustic levitation and the potential area of its applications in energy. Preliminary results of model tests, including determination of the impact of basic environmental parameters, including the relative position of the levitating body, frequency of the wave and humidity of the gas, on the values of the characteristic parameters of the phenomenon, including the maximum lift are presented. The obtained results indicate the possibility of using the phenomenon with variable physical properties of the working gas, provided limited the mass of levitat-ing particles. Simultaneously, the results show the limit values of environmental parameters that can be considered acceptable when the phenomenon in question is used. The collected data show the fundamental dependence of the lift force on the position of levitating particles in the acoustic channel and the frequency of the acoustic wave. The test results also present a limited effect of gas humidity.

2

A Search of an Inducer Geometry that is Beneficial for Lifting Parameters of a Lifted Object of a Selected Shape

Bastian Bartosz, Gawarkiewicz Rafał

Tribologia

|

2019

|

nr 5

13--17

EN

The literature describes acoustic levitation phenomena with the utilization of air squeeze film between the vibrating inducer and the lifted object. The objective of the study is to determine the shape of the inducer with vibration characteristics that would allow the levitation of an object of the assumed geometry. In this paper, the influence of the dimension ratio of the inducer on the frequency of the first mode of vibration was presented. CFD calculations for a selected dimension series were performed with the goal of the determination of lifting conditions. The data obtained from the analysis will be used to manufacture an inducer that will serve as an experimental verification for the fluid dynamics calculation.

PL

W literaturze opisywane jest zjawisko lewitacji akustycznej z wykorzystaniem efektu wyciskania powietrza ze szczeliny między drgającym wzbudnikiem a unoszonym obiektem. Celem badań jest znalezienie takiego kształtu wzbudnika, którego charakterystyka drgań pozwalałaby na lewitację obiektu o założonej geometrii. W opracowaniu określono wpływ wymiarów wzbudnika na kształt oraz częstotliwość jego pierwszej postaci drgań własnych. Dla wybranego przypadku wykonano symulacje CFD w celu określenia warunków unoszenia. Uzyskane wyniki analiz posłużą do wykonania wzbudnika w celu przeprowadzenia weryfikacyjnych badań eksperymentalnych.

3

Search for the most useful geometry of an acoustic journal bearing

Gawarkiewicz R.

Tribologia

|

2017

|

nr 3

57--66

EN

Computer simulations of a number of journal bearing’s geometries utilising acoustic levitation were carried out. The choice of the best geometry depended on the ability of a deformed shape, created by piezo-electric elements, to facilitate squeeze film ultrasonic levitation, and also to create three evenly distributed diverging aerodynamic gaps. Deformations of analysed variants of the bearing’s shape were generated by numerical simulations utilising the finite element method. For the chosen shapes of geometry, prototype bearings were made and their usefulness verified experimentally. As a result, the bearing with the highest load carrying capacity was identified.

PL

Przeprowadzono analizę użyteczności szeregu geometrii panwi łożyska poprzecznego wykorzystującego lewitację akustyczną. Wybór najlepszego z przeanalizowanych rozwiązań zależał od zdolności do uzyskiwania kształtu jego powierzchni czynnej sprzyjającego powstaniu ponaddźwiękowej lewitacji akustycznej (wykorzystującej efekt „wyciskania” filmu smarnego), a także umożliwiającego tworzenie zbieżnych równomiernie obwodowo rozmieszczonych szczelin smarnych, które były warunkiem powstawania filmu aerodynamicznego. Kształt części czynnej łożyska zależał od jej deformacji wywoływanej elementami piezoelektrycznymi. Spodziewane deformacje poszczególnych wariantów panwi otrzymywano na drodze symulacji numerycznych wykorzystujących metodę elementów skończonych. Dla wytypowanych geometrii wykonano prototypy łożysk, których przydatność zweryfikowano podczas badań doświadczalnych. Ostatecznie udało się uzyskać postacie panwi łożyskowej o bardzo dużej stabilności pracy, nawet w warunkach impulsowego obciążenia poprzecznego.