¿Qué es un tubo de choque?
Un tubo de choque es un instrumento utilizado para estudiar reacciones de combustión de fase gaseosa y flujo aerodinámico. En su forma más simple, un tubo de choque es un tubo de metal con un diafragma, una barrera semi flexible, que separa un gas de alta presión de un gas de baja presión. Para comenzar un experimento, el diafragma se rompe, lo que hace que una onda de choque viaja a través del gas de baja presión.
En los experimentos que usan un tubo de choque, el gas de alta presión se conoce como el gas conductor, mientras que el gas de baja presión es el gas impulsado. Los gases no necesitan ser de la misma composición química. Los gases se bombean dentro o fuera del tubo a cada lado del diafragma hasta que se alcance la presión deseada a cada lado. Para comenzar un experimento con un tubo de choque, el diafragma se puede rupiar usando un émbolo con una cuchilla unida, aunque el mecanismo requerido es complejo. Muchos experimentos usan un diafragma anotado, diseñado para ruptura cuando se alcanza una cierta presión dentro del tubo o usa gases combustibles en el DRI.ver explotar el diafragma.
Cuando se rompe el diafragma en un tubo, una onda de choque, una perturbación abrupta y propagadora, viaja hacia el gas impulsado. La temperatura y la presión del gas impulsado también aumentan, y la onda de choque induce flujo aerodinámico en la dirección de la onda de choque, pero a una velocidad o velocidad más baja. Una disminución de propagación de la presión, llamada onda de rarefacción o ventilador de expansión, regresa al gas del conductor. La superficie de contacto, el borde entre el gas conductor y el gas conducido, viaja hacia el gas impulsado, justo detrás del frente de choque, definiendo el borde de la onda de choque.
Cuando la onda de choque alcanza el extremo de un tubo, se refleja, viaja de nuevo al gas del conductor y causa un aumento aún mayor de la temperatura, la presión y la densidad. Usar un tanque de descarga para absorber la onda de choque reflejada puede evitar esta reacción. Después de que la onda de choque ha sidoCreado, el gas en el tubo de choque se retira y estudia para observar los efectos de alta presión y temperatura. También se puede usar un tubo de choque para estudiar los efectos de la combustión sobre partículas sólidas, que se insertan en el tubo antes de que se rompa el diafragma.
También se puede usar un tubo de choque para estudiar el flujo aerodinámico del gas impulsado detrás de la onda de choque. La combustión ocurre muy rápidamente. Como resultado, hay tiempo limitado para observar el flujo aerodinámico, generalmente solo unos pocos milisegundos.