O que é um tubo de choque?

Um tubo de choque é um instrumento usado para estudar reações de combustão em fase gasosa e fluxo aerodinâmico. No seu mais simples, um tubo de choque é um tubo de metal com um diafragma, uma barreira semi-flexível, separando um gás de alta pressão de um gás de baixa pressão. Para iniciar um experimento, o diafragma é rompido, fazendo com que uma onda de choque viaje através do gás de baixa pressão. Os gases não precisam ter a mesma composição química. Os gases são bombeados para dentro ou para fora do tubo em cada lado do diafragma até que a pressão desejada seja atingida de cada lado. Para iniciar um experimento com um tubo de choque, o diafragma pode ser rompido usando um êmbolo com uma lâmina conectada, embora o mecanismo necessário seja complexo. Muitas experiências usam um diafragma pontuado, projetado para romper quando uma certa pressão é atingida dentro do tubo ou usam gases combustíveis no DRIpara estourar o diafragma.

Quando o diafragma em um tubo é rompido, uma onda de choque, um distúrbio abrupto e propagador, viaja para o gás acionado. A temperatura e a pressão do gás acionado também aumentam, e a onda de choque induz o fluxo aerodinâmico na direção da onda de choque, mas a uma velocidade menor ou velocidade. Uma diminuição de propagação da pressão, chamada de onda de rarefação ou ventilador de expansão, viaja de volta ao gás do motorista. A superfície de contato, a borda entre o gás do motorista e o gás acionado, viaja para o gás acionado, logo atrás da frente de choque, definindo a borda da onda de choque.

Quando a onda de choque atinge o final de um tubo, ela é refletida, viajando de volta ao gás do motorista e causando um aumento ainda maior de temperatura, pressão e densidade. O uso de um tanque de despejo para absorver a onda de choque refletida pode impedir essa reação. Depois que a onda de choque foiCriado, o gás no tubo de choque é retirado e estudado para observar os efeitos da alta pressão e temperatura. Um tubo de choque também pode ser usado para estudar os efeitos da combustão sobre partículas sólidas, que são inseridas no tubo antes que o diafragma seja rompido.

Um tubo de choque também pode ser usado para estudar o fluxo aerodinâmico do gás acionado atrás da onda de choque. A combustão acontece muito rapidamente. Como resultado, há tempo limitado para observar o fluxo aerodinâmico, geralmente apenas alguns milissegundos.