声波灭火器样稿.doc

基于声波对周围介质分布影响灭火原理
摘 要
常见灭火器含有泡沫、干粉、卤代烷或二氧化碳等，因为是是高压容器，即使不可燃烧，被烘烤后也会膨胀爆裂，罐体碎片有危险，而且气体灭火轻易引发窒息，封闭空间使用有危险。声音在空气中以纵波形式传输，由此，会改变介质疏密程度。假如认为某片空气中氧气二氧化碳等物质是均匀分布，那么，在某一频率声波影响下，该区域中氧气也会展现疏密分布，含氧量稀薄部分，则不便于发生氧化反应产生燃烧现象。本文即是以此为基础，探讨了声波灭火原理和可行性。
关键词：声波 纵波 灭火
声波含义
发声体振动在空气或其它物质中传输叫做声波。声波借助多种介质向四面八方传输。声波是一个纵波，是弹性介质中传输着压力振动。
声波能够了解为介质偏离平衡态小扰动传输。这个传输过程只是能量传输过程，而不发生质量传输。假如扰动量比较小，则声波传输满足经典波动方程，是线性波。假如扰动很大，则不满足线性声波方程，会出现波色散，和激波产生。
声波和纵波联络
“声源”在空气中振动时，一会儿压缩空气，使其变得“稠密”；一会儿空气膨胀，变得“稀疏”，形成一系列疏、密改变波，将振动能量传送出去。这种媒介
质点振动方向和波传输方向一致波，称为“纵波”。声波传输不是介质分子直接位移，而是能量以波动形式扩展。声波能量随扩展距离逐步消耗，最终声音消失。连续振动音叉，使周围空气分子形成疏密相间连续波形。在空气中传输声波是纵波，在纵波中，介质分子振动方向和波前进方向平行。
声波传输

当振动物体向外振动时会挤压介质，使介质密度变大；而当它向内振动时，介质质点间间隔则会变大，密度也就会跟著变小，这一疏一密连续改变，就是声波形成。

声波透过四种现象改变传输方向：反射、折射、衍射及漫射。当声音传输过程中，介质发生改变，就会产生上述现象。
考虑到本文讨论专题，此处只介绍声波折射。
若声音在不一样介质中传输，因速度不一样而使传输方向发生偏折现象，称为折射。在一样介质中温度改变也会影起声速改变，进而影响声音传输方向。声音在温暖空气当中传输速度较快，声波会向温度低方向弯曲；但假如地面为反射表面，声波会延著传输方向跳跃式前进。

通常来说，声速通常和和介质不可压缩率和密度相关，利用连续介质力学及经典力学，可导出下面公式：
其中是不可压缩率，是密度。 所以音速伴随介质不可压缩率增加而变快，伴随介质质量密度增加而变慢。
对于通常状态方程式，在经典力学适用范围内，音速可表示成
此处偏微分针对绝热改变。
对于远离液态工作点理想气体，则有
式中:
K为定压比热和定容比热之比，双原子气体（包含空气）K=;
R为气体常数,/(kg·K);
T为绝对温度(K)。
相关声速，还有一个很实用经验公式：c=331+(其中T为摄氏温度)
声源
声源在媒质中形成声场过程。能在弹性媒质中激发声波物体称为声源。
实际存在声源总能够归结为简单声源组合。简单声源中最关键是单极子声源、偶极子声源和四极子声源。此次项目利用就是单极子声源，所以，对其做具体介绍，更高阶声源实际意义不大。

脉动球是单极子声源，是进行着均匀舒展和收缩球面声源，球源表面各点沿径向作同振