什么是冲击管(Shock Tube)?

激波管是一种用来研究气相燃烧反应和空气动力学流动的仪器。最简单的说,激波管是一种金属管,它有一个隔膜,一个半柔性的屏障,将高压气体和低压气体分开。开始实验时,隔膜破裂,使冲击波穿过低压气体。 在用冲击管进行的实验...
激波管是一种用来研究气相燃烧反应和空气动力学流动的仪器。最简单的说,激波管是一种金属管,它有一个隔膜,一个半柔性的屏障,将高压气体和低压气体分开。开始实验时,隔膜破裂,使冲击波穿过低压气体。在用冲击管进行的实验中,高压气体被称为驱动气体,而低压气体是驱动气体。这些气体不需要具有相同的化学成分。气体被泵入或排出在隔膜的每一侧安装一个管子,直到每一侧达到所需的压力为止。要开始使用冲击管进行试验,可以使用带有叶片的柱塞来破裂隔膜,尽管所需的机制很复杂。许多实验要么使用刻痕隔膜,当管内压力达到一定值时破裂,或在驱动器中使用可燃气体使隔膜破裂。当管内隔膜破裂时,一种突然传播的扰动冲击波进入驱动气体中。被驱动气体的温度和压力也会升高,冲击波诱发沿冲击波方向的气动流动,但速度较低。压力的传播降低,称为稀疏波或膨胀扇,传回驱动气体。接触面,即驱动气体和被驱动气体之间的边界,进入驱动气体中,就在激波的后面,定义冲击波的边界。当冲击波到达管的末端时,它会被反射,返回驱动气体中,引起温度、压力和密度的更大的增加。使用倾倒罐吸收反射的冲击波可以防止这种反应冲击波产生后,将激波管内的气体抽出,研究高压和高温的影响,激波管也可以用来研究燃烧对固体颗粒的影响,在隔膜破裂前插入管内。激波管也可用于研究激波后驱动气体的气动流动。燃烧发生得非常快。因此,观察空气动力学流动的时间有限,通常只有几毫秒。
  • 发表于 2020-09-18 06:42
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  • 分类:科学教育

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