Co to jest rurka wstrząsowa?

Rurka uderzeniowa jest instrumentem stosowanym do badania reakcji spalania w fazie gazowej i przepływu aerodynamicznego.W najprostszej rurce uderzeniowej to metalowa rurka z przeponami, półelletyczną barierą, oddzielającą gazem pod wysokim ciśnieniem od gazu niskiego ciśnienia.Aby rozpocząć eksperyment, przepona jest pęknięta, powodując przemieszczenie fali uderzeniowej przez gaz niskiego ciśnienia.

W eksperymentach za pomocą rurki uderzeniowej gaz wysokim ciśnienia jest określany jako gaz kierowcy, podczas gdy gaz niskiego ciśnienia jestnapędzany gaz.Gazy nie muszą mieć tego samego składu chemicznego.Gasy są pompowane do rurki lub z rurki po każdej stronie przepony, aż pożądane ciśnienie zostanie osiągnięte z każdej strony.Aby rozpocząć eksperyment z rurką uderzeniową, przepona można pękać za pomocą tłoka z przymocowanym ostrzem, chociaż wymagany mechanizm jest złożony.Wiele eksperymentów albo używa ocenianej przepony, zaprojektowanej do pęknięcia, gdy pewne ciśnienie jest osiągnięte wewnątrz rurki, albo używa palnych gasów w kierowcy, aby rozbić przeponę.

Gdy przepona w rurce jest pęknięta, fala uderzeniowa, nagle, propagując zakłócenia, przemieszcza się do napędzanego gazu.Temperatura i ciśnienie napędzanego gazu również wzrasta, a fala uderzeniowa indukuje przepływ aerodynamiczny w kierunku fali uderzeniowej, ale z niższą prędkością lub prędkością.Propagujący spadek ciśnienia, zwany fala rozrzedzającym lub wentylatorem rozszerzającym, przemieszcza się z powrotem do gazu kierowcy.Powierzchnia kontaktowa, granica między gazem kierowcy a napędzanym gazem, przemieszcza się do napędzanego gazu, tuż za frontem uderzeniowym, definiując granicę fali uderzeniowej.

Gdy fala uderzeniowa dociera do końca rurki, jest odbita, podróżuje z powrotem do gazu kierowcy i powodując jeszcze większy wzrost temperatury, ciśnienia i gęstości.Używanie zbiornika zrzutu w celu wchłaniania odbitej fali uderzeniowej może zapobiec tej reakcji.Po utworzeniu fali uderzeniowej gaz w rurze uderzeniowej jest wycofany i badany w celu obserwowania wpływu wysokiego ciśnienia i temperatury.Rurkę uderzeniową można również zastosować do badania wpływu spalania na cząstki stałe, które są wstawiane do rurki przed pęknięciem przepony.

Rurka uderzeniowa można również zastosować do badania przepływu aerodynamicznego napędzanego gazu za uderzeniemfala.Spalanie dzieje się bardzo szybko.W rezultacie istnieje ograniczony czas na obserwowanie przepływu aerodynamicznego, zwykle zaledwie kilka milisekund.