Hvad er et chokrør?

Et chokrør er et instrument, der bruges til at undersøge forbrændingsreaktioner i gasfase og aerodynamisk strøm. På det enkleste er et chokrør et metalrør med en membran, en halvfleksibel barriere, der adskiller en højtryksgas fra en lavtryksgas. For at begynde et eksperiment bruges membranen, hvilket får en stødbølge til at bevæge sig gennem lavtryksgassen.

I eksperimenter ved anvendelse af et chokrør omtales højtryksgassen som drivgas, mens lavtryksgassen er den drevne gas. Gasserne behøver ikke at have den samme kemiske sammensætning. Gasserne pumpes ind i eller ud af røret på hver side af membranen, indtil det ønskede tryk er nået på hver side. For at påbegynde et eksperiment med et chokrør kan membranen sprænges ved hjælp af et stempel med et kniv fastgjort, skønt den krævede mekanisme er kompleks. Mange eksperimenter bruger enten en målrettet membran, designet til at sprænge, ​​når der opnås et bestemt tryk inde i røret, eller bruge brændbare gasser i føreren til at sprænge membranen.

Når membranen i et rør sprækkes, bevæger sig en stødbølge, en pludselig, forplantende forstyrrelse ind i den drevne gas. Temperaturen og trykket på den drevne gas stiger også, og chokbølgen inducerer aerodynamisk strømning i retning af stødbølgen, men med en lavere hastighed eller hastighed. Et forplantningsmæssigt fald i tryk, kaldet en sjældenhedsbølge eller ekspansionsventilator, rejser tilbage i førergassen. Kontaktoverfladen, grænsen mellem førergas og drevet gas, bevæger sig ind i den drevne gas lige bag stødfronten og definerer chokbølgens grænse.

Når chokbølgen når enden af ​​et rør, reflekteres den, når den bevæger sig tilbage i førergassen og forårsager en endnu større stigning i temperatur, tryk og densitet. Brug af en dumptank til at absorbere den reflekterede stødbølge kan forhindre denne reaktion. Efter at stødbølgen er oprettet, trækkes gassen i chokrøret ud og undersøges for at observere virkningerne af højt tryk og temperatur. Et chokrør kan også bruges til at undersøge virkningerne af forbrænding på faste partikler, der indsættes i røret, før membranen sprækkes.

Et chokrør kan også bruges til at undersøge den aerodynamiske strøm af den drevne gas bag chokbølgen. Forbrænding sker meget hurtigt. Som et resultat er der begrænset tid til at observere den aerodynamiske strøm, normalt kun et par millisekunder.