Cos'è un tubo di shock?

Un tubo di shock è uno strumento utilizzato per studiare le reazioni di combustione della fase gassosa e il flusso aerodinamico.Nella sua più semplice, un tubo di shock è un tubo metallico con un diaframma, una barriera semi-flessibile, che separa un gas ad alta pressione da un gas a bassa pressione.Per iniziare un esperimento, il diaframma viene rotto, causando viaggi un'onda di shock attraverso il gas a bassa pressione.

In esperimenti usando un tubo di shock, il gas ad alta pressione viene definito gas del conducente, mentre il gas a bassa pressione è il gas a bassa pressioneGas guidato.I gas non devono essere della stessa composizione chimica.I gas vengono pompati dentro o fuori dal tubo su ciascun lato del diaframma fino a raggiungere la pressione desiderata su ciascun lato.Per iniziare un esperimento con un tubo di shock, il diaframma può essere rotto usando uno stantuffo con una lama attaccata, sebbene il meccanismo richiesto sia complesso.Molti esperimenti usano un diaframma punteggio, progettato per rompersi quando viene raggiunta una certa pressione all'interno del tubo o usano i gas combustibili nel guidatore per far esplodere il diaframma.

quando il diaframma è rotto, un'onda d'urto, un'onda di shock, un'onda brusca, propagando il disturbo, viaggia nel gas guidato.Anche la temperatura e la pressione del gas condotto aumentano e l'onda d'urto induce il flusso aerodinamico nella direzione dell'onda d'urto, ma a una velocità o una velocità più bassa.Una riduzione della pressione di propagazione, chiamata onda di rarefazione o ventola di espansione, viaggia nel gas del conducente.La superficie di contatto, il bordo tra il gas del conducente e il gas guidato, viaggia nel gas guidato, proprio dietro la parte anteriore degli shock, definendo il bordo dell'onda d'urto.

Quando l'onda d'urto raggiunge l'estremità di un tubo, viene riflessa, viaggiando di nuovo nel gas del conducente e causando un aumento ancora maggiore di temperatura, pressione e densità.L'uso di un serbatoio di scarico per assorbire l'onda di shock riflessa può prevenire questa reazione.Dopo che l'onda d'urto è stata creata, il gas nel tubo di shock viene ritirato e studiato per osservare gli effetti di alta pressione e temperatura.Un tubo di shock può anche essere usato per studiare gli effetti della combustione su particelle solide, che vengono inseriti nel tubo prima che il diaframma venga rotto.

Un tubo di shock può anche essere usato per studiare il flusso aerodinamico del gas guidato dietro lo shockonda.La combustione avviene molto rapidamente.Di conseguenza, c'è tempo limitato per osservare il flusso aerodinamico, di solito solo pochi millisecondi.