Co je Shock Tube?
Rázová trubice je nástroj používaný ke studiu reakcí spalování v plynné fázi a aerodynamického toku. Ve své nejjednodušší podobě je rázová trubice kovová trubice s membránou, polopružnou bariérou, která odděluje vysokotlaký plyn od nízkotlakého plynu. Pro zahájení experimentu je membrána protržena, což způsobuje, že rázová vlna prochází nízkotlakým plynem.
V experimentech používajících rázovou trubici se vysokotlaký plyn označuje jako hnací plyn, zatímco nízkotlaký plyn je poháněný plyn. Plyny nemusí mít stejné chemické složení. Plyny jsou čerpány do nebo z trubice na každé straně membrány, dokud není dosaženo požadovaného tlaku na každé straně. Pro zahájení experimentu s rázovou trubicí může být membrána protržena pomocí pístu s připojenou čepelí, ačkoliv požadovaný mechanismus je složitý. Mnoho experimentů používá buď rýhovanou membránu, která je navržena tak, aby praskla, když je uvnitř trubice dosaženo určitého tlaku, nebo pomocí hořlavých plynů v ovladači praskla membrána.
Když je membrána v trubici prasklá, rázová vlna, náhlá šířící se porucha putuje do poháněného plynu. Teplota a tlak poháněného plynu se také zvyšují a rázová vlna indukuje aerodynamický tok ve směru rázové vlny, ale při nižší rychlosti nebo rychlosti. Rozšiřující se pokles tlaku, nazývaný vzácná vlna nebo expanzní ventilátor, se vrací zpět do plynu řidiče. Kontaktní plocha, hranice mezi hnacím plynem a poháněným plynem, putuje do poháněného plynu těsně za přední stranou nárazu a definuje hranici nárazové vlny.
Když rázová vlna dosáhne konce trubky, odrazí se, putuje zpět do hnacího plynu a způsobuje ještě větší zvýšení teploty, tlaku a hustoty. Tuto reakci lze zabránit použitím skládky, která absorbuje odraženou rázovou vlnu. Po vytvoření rázové vlny se plyn v rázové trubici odtahuje a studuje, aby se sledovaly účinky vysokého tlaku a teploty. Rázová trubice může být také použita ke studiu účinků spalování na tuhé částice, které jsou vloženy do trubice před prasknutím bránice.
Rázovou trubici lze také použít ke studiu aerodynamického proudění poháněného plynu za rázovou vlnou. Spalování se děje velmi rychle. Výsledkem je omezený čas na pozorování aerodynamického toku, obvykle jen několik milisekund.