Şok Tüp Nedir?

Bir şok tüpü, gaz fazı yanma reaksiyonlarını ve aerodinamik akışı incelemek için kullanılan bir araçtır. En basit haliyle, şok borusu, yüksek basınçlı bir gazı düşük basınçlı bir gazdan ayıran, diyaframlı, yarı esnek bir bariyere sahip metal bir borudur. Bir deneye başlamak için diyafram patlar ve şok dalgasının düşük basınçlı gazdan geçmesine neden olur.

Bir şok tüpünün kullanıldığı deneylerde, yüksek basınçlı gaz, sürücü gaz olarak adlandırılırken, düşük basınçlı gaz, tahrik edilen gazdır. Gazların aynı kimyasal bileşimde olmaları gerekmez. Gazlar, diyaframın her bir tarafında, her bir tarafta istenen basınca ulaşılana kadar tüpün içine veya dışına pompalanır. Bir şok tüpü ile bir deneye başlamak için, gerekli mekanizma karmaşık olmasına rağmen, diyafram kılıcı takılmış bir piston kullanılarak yırtılabilir. Birçok deney ya tüpün içinde belirli bir basınca ulaşıldığında kırılması için tasarlanan puanlı bir diyafram kullanır ya da diyaframı patlatmak için sürücüde yanıcı gazlar kullanır.

Bir tüpteki diyafram patladığında, bir şok dalgası, ani, yayılan bir rahatsızlık, tahrik edilen gaza girer. Tahrik edilen gazın sıcaklığı ve basıncı da artar ve şok dalgası, şok dalgası yönünde, fakat daha düşük bir hızda veya hızda aerodinamik akışı indükler. Nadir bir yüzey dalgası veya genleşme fanı olarak adlandırılan basınçta yayılan bir azalma, sürücü gazına geri gider. Sürücü gazı ile tahrik gazı arasındaki sınır olan temas yüzeyi, şok dalgasının sınırını belirleyerek, şok cephesinin hemen arkasında, tahrik gazı içine hareket eder.

Şok dalgası bir tüpün sonuna ulaştığında yansıtılır, sürücü gazına geri döner ve sıcaklık, basınç ve yoğunlukta daha da büyük bir artışa neden olur. Yansıyan şok dalgasını emmek için bir boşaltma tankı kullanılması bu reaksiyonu önleyebilir. Şok dalgası yaratıldıktan sonra, şok tüpündeki gaz çekilir ve yüksek basınç ve sıcaklığın etkilerini gözlemlemek için incelenir. Yanmanın, diyafram yırtılmadan önce tüpe yerleştirilen katı partiküller üzerindeki etkilerini incelemek için bir şok tüpü de kullanılabilir.

Şok dalgasının arkasındaki sürülen gazın aerodinamik akışını incelemek için bir şok tüpü de kullanılabilir. Yanma çok hızlı gerçekleşir. Sonuç olarak, aerodinamik akışı gözlemlemek için sınırlı bir süre vardır, genellikle sadece birkaç milisaniye.