超聲波資料選輯

本书为1962年3月由上海科学技术情报研究所印行的《超聲波資料選輯》，署“中共上海市委交通工作部科学教育处汇编”。据卷首“前言”，一九六〇年，上海交通邮电部门的广大职工在技术革新和技术革命运动中，创造了各种型式的强化器，用于清洗、切割、搅拌、退漆、医疗、冷却、电烙铁、提高通讯音质音量、机车、船舶助燃助功等方面，有些也有一定效果。为了交流应用强化器的经验，并向有关科学研究部门提供参考资料，编者特将一年来职工群众在实践过程中创造出来的一些应用方法和试验研究资料，汇编成册。前言写于一九六二年三月，并说明编纂时间短促、经验缺乏，错误之处在所难免，诚恳希望读者指正。

从目录看，全书收文五篇：一、机车、船舶蒸汽机主蒸汽管“强化器”模拟试验报告；二、电话机送受话器加装强化器增音；三、120瓦超声波电烙铁；四、关于强化器新技术提高船舶蒸汽机功率的试验报告；五、强化器助航的尝试。本次OCR前20页可见第一篇《机车、船舶蒸汽机主蒸汽管“强化器”模拟试验报告》的大部分内容，由上海铁路总局科学研究所撰写。该报告先述前言：机车主蒸汽管“强化器”是铁路机务部门职工在学习推广超声波技术中的新创造，1961年该局在机务段参照机械型超声波原理和其他铁路局经验，在机车主蒸汽管通向汽缸部分安装了“强化器”。当时一般反映“强化器”对节省煤水消耗起一定作用，但程度不一。该所根据铁道部、上海市科委和总局指示，为摸清实效，曾进行多次机车运用比较试验；后于1961年会同长江航运局上海分局科学研究所，利用固定蒸汽机进行小样模拟试验。试验期间，东北各铁路局、西安铁路局科研所和大连热力机车研究所等单位曾派员参加工作，若干理论方面得到上海市物理学会声学委员会指导。该项试验自1961年5月至12月共计八个月，对“燕翅”“四四”“空腔”“增压”等几种型式的“强化器”作热工性能试验和音频测定，取得较多数据，并进行分析。报告同时指出模拟试验的局限性：模拟试验用低压饱和蒸汽，而机车是高压过热蒸汽；现有“强化器”结构性能达不到足以影响蒸汽性质的频率与强度；试验仪器设备条件比较简陋，工作比较粗糙；对声学方面懂得极少。因此认为今后应采取积极严肃态度，对主蒸汽管“强化器”这一群众性创造进一步研究探讨，补充多项试验，以得出确切而全面结论。

报告正文还详细记载试验设备、仪表及测试方法。试验地点设于长江航运局上海港口机械制造厂，试验用汽由该厂生产锅炉供给，工作压力为10公斤/厘米²的饱和蒸汽。试验主要设备由动力、负荷、冷凝三部分组成，动力部分为船用辅机、15马力、单缸立式蒸汽机，汽缸直径15厘米，行程12.5厘米，每分钟500转；负荷部分带动直流发电机，电流50安培、电压220伏、每分钟1,000转、电功率10旺/小时；冷凝部分采用船用热面式冷凝器，冷凝面积2.62平方公尺。报告列出测量强化器前后蒸汽压力表、温度表、累计转数机械计数器、排汽压力U型水银差压计、排汽温度表、示功器、晶体换能器、FD-1型测量放大器、EM-1型真空管毫伏表等仪表，并给出马力计算公式和电功率计算公式。报告还介绍各型强化器结构及特征：试验强化器基本分为机械和机电两类，机械的有燕翅、四四、增压、共振腔、簧片等五种，机电的仅有磁致伸缩式一种。燕翅式通汽面积6厘米²，在圆锥喷管上中间焊一簧片，两侧各有一翼形如燕翅；四四型在仅有四孔的圆座上分别加装喷管，各喷管中插有四个簧片，四个喷管总通汽面积3.3厘米²，连同补助孔共5.22厘米²；共振腔式在一个圆座上安装六组喷腔，周围开十二个小补助通汽孔，中央为2厘米大补助孔，喷腔通汽断面0.32厘米²，总通汽面积5.12厘米²；另有可调式单头共振腔、簧片式、磁致伸缩式、增压式等。报告还记录测试经过及初步分析，自1961年9月6日正式开始，12月24日结束，分二阶段进行。第一阶段测试强化器对汽机工作有无效果，测试前分阶段对汽机不安装强化器作空白试验（空白Ⅰ、Ⅱ），与安装强化器后同因素条件下汽机工作质量对比。表1、表2和图10～16分别表示使用燕翅、共振腔、四四等型强化器前后汽机工作各项主要技术经济指标。从图表看出，安装各型强化器后较未安装时汽机平均指示马力均低，每分钟转数也小；耗汽量绝对数量因汽机功率低有所减少，但单位功率、单位勾贝行程和同一功率等条件的耗汽量却大部分相对增加。复查发现燕翅型簧片全部固定在两侧支柱上，很难发生振动，影响声波产生；改为双节点固定后试验，结果仍与未改相似，各项技术经济指标依然低于同时期空白Ⅱ。各型强化器安装后，汽机功率均低，从汽机负荷发电机输出电功率也低的数据得到间接证实。报告还从热工数据进一步证实：蒸汽在汽机内工作前后的压差和温差均较未安装时小；各强化器所产生的波流频率和声强与空白时管道汽流激发频率和声强近似且偏低，相反蒸汽进入汽机前因受强化器缩小通汽面积产生流阻影响，压力已有不同程度降低，这种压力降随强化器通汽面积缩小而上升，因而削弱了汽机有效工作压力。由此推断强化器未起预期声波强化作用，反起节流影响，汽机功率降低是必然的。报告还从声学观点分析各型强化器未能产生高频和高声强的原因，指出燕翅及四四两型属于簧片式发生器范畴，按簧片式发生器机理，高压蒸汽从矩形喷缝高速喷射到簧片上后被分流为二，蒸汽在簧片两侧交互出现涡流，两侧压力作周期性交变，使簧片发生振动，从而发生垂直于簧片平面向上下两方发射的两个超声束。超声束能量大小除取决于簧片结构和喷缝喷出蒸汽流速外，并与两者适当结合密切相关，即只有当按喷缝结构决定的汽流激发频率和按簧片结构决定的簧片固有频率两者互相一致呈现共振时，声束能量最大。报告列出激发频率和簧片固有频率公式，并列表说明与簧片刃口尖锐程度有关的系数。报告指出，燕翅和四四两型强化器结构与上述严格要求相差很大，其喷缝并非“缝”而是宽面积长方形喷嘴和圆形喷嘴，从宽面积“喷缝”喷出的柱形汽流中为簧片刃口激劈的部分小量汽流在簧片两侧所成旋涡未及充分影响簧片振动之际，就为外围强大汽流冲散，簧片反为汽流钳制，对横振动起制动影响，迫使振幅减小和声强降低。喷缝越宽，挟制簧片的汽流越厚，对簧片影响越大。报告还引用试验说明喷缝宽度对声振动强度影响很大，在共振点上喷缝较窄时所发声波强度都比缝宽时大；燕翅及四四型喷缝与簧片厚度比值分别为1:40和1:30，与一般文献推荐比值1:1相差很大。

本书目录所列其他各篇，如电话机送受话器加装强化器增音、120瓦超声波电烙铁、关于强化器新技术提高船舶蒸汽机功率的试验报告、强化器助航的尝试等，均属上海交通邮电部门在超声波与强化器应用方面的实践经验与试验研究。本书版本为1962年3月上海科学技术情报研究所印本，封面题“超聲波資料選輯”，署“中共上海市委交通工作部科学教育处汇编”“上海科学技术情报研究所印”。作为1960年代初群众性技术革新与技术革命背景下形成的超声波应用资料汇编，它保存了机车船舶蒸汽机主蒸汽管强化器模拟试验的详细数据、设备、测试方法、结构分析和初步结论，也反映了当时交通邮电部门在超声波清洗、切割、搅拌、退漆、医疗、冷却、电烙铁、通讯增音、助燃助功等方面探索应用的历史面貌，对研究中国超声波技术应用史、交通邮电技术革新史和1960年代科技情报资料汇编出版具有资料价值。本次仅见前20页，后续内容待补。