Tytuł pozycji:
Zjawisko lewitacji akustycznej – badania wstępne
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.
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.
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).
