ショックチューブとは何ですか？

ショックチューブは、気相燃焼反応と空力流動を研究するために使用される機器です。 最も単純なショックチューブは、ダイヤフラムを備えた金属チューブ、半柔軟性のない障壁であり、高圧ガスを低圧ガスから分離しています。 実験を開始するために、横隔膜が破裂し、衝撃波が低圧ガスを通過します。

ショックチューブを使用した実験では、高圧ガスはドライバーガスと呼ばれ、低圧ガスは駆動ガスです。 ガスは同じ化学組成である必要はありません。 ガスは、希望の圧力が両側に到達するまで、ダイアフラムの両側のチューブに出入りします。 ショックチューブの実験を開始するために、必要なメカニズムは複雑ですが、刃が付いたプランジャーを使用して横隔膜を破裂させることができます。 多くの実験では、チューブ内で特定の圧力に到達したときに破裂するように設計されたスコア付きダイヤフラムを使用するか、DRIの可燃性ガスを使用しますダイアフラムを破裂させる

チューブ内のダイアフラムが破裂した場合、衝撃波、突然の伝播妨害が駆動ガスに移動します。 駆動ガスの温度と圧力も上昇し、衝撃波は衝撃波の方向に空力の流れを誘発しますが、速度または速度が低くなります。 レアファクション波または膨張ファンと呼ばれる圧力の伝播の低下は、ドライバーガスに戻ります。 ドライバーガスと駆動ガスの境界である接触面、衝撃前線のすぐ後ろに駆動ガスに移動し、衝撃波の境界を定義します。

衝撃波がチューブの端に達すると、それが反射され、ドライバーガスに戻り、温度、圧力、密度がさらに増加し​​ます。 ダンプタンクを使用して反射される衝撃波を吸収すると、この反応を防ぐことができます。 衝撃波があった後作成されたショックチューブ内のガスは、高圧と温度の影響を観察するために撤回され、研究されます。 ショックチューブは、ダイヤフラムが破裂する前にチューブに挿入される固体粒子に対する燃焼の効果を研究するためにも使用できます。

ショックチューブは、衝撃波の後ろの駆動ガスの空力流量を研究するためにも使用できます。 燃焼は非常に速く起こります。 その結果、空力の流れを観察する時間は限られています。通常は数ミリ秒です。