Ροές αερίων υψηλών ταχυτήτων - Ακροφύσιο DeLaval

Abstract

Αναλύεται θεωρητικά η συμπιεστή ροή αερίου υψηλής ταχύτητας εντός αγωγού. Αποδεικνύεται η αναγκαιότητα του ακροφυσίου DeLaval για την συνεχή επιτάχυνση μιας ροής από χαμηλές υποηχητικές ταχύτητες σε υψηλές υπερηχητικές ταχύτητες. Περιγράφεται επίσης, η εμφάνιση και η συμπεριφορά κάθετων κρουστικών κυμάτων στο αποκλίνον τμήμα του ακροφυσίου. Ακολούθως, χρησιμοποιείται κατάλληλη πειραματική διάταξη για την δημιουργία εντός ακροφυσίου DeLaval μιας συνεχούς υποηχητικής ροής, μιας υπερηχητικής ροής με εμφάνιση κάθετου κρουστικού κύματος και τέλος, μιας καθαρά υπερηχητικής ροής. Σε κάθε περίπτωση καταγράφεται η κατανομή της στατικής πίεσης στην διεύθυνση της ροής. Στην περίπτωση της καθαρά υπερηχητικής ροής, γίνεται σύγκριση με αντίστοιχα θεωρητικά αποτελέσματα και επισημαίνονται τυχόν διαφορές.

This Chapter refers to the characteristics of airflow at high speeds, i.e. speeds in the range of the speed of sound and higher. According to the relevant theory, for a flow in a closed pipe to accelerate from low (subsonic) velocities to supersonic velocities, the pipe must have a specific configuration, i.e. show a gradual reduction in its cross-section and then a gradual increase. A pipe with these morphological characteristics is called a DeLaval nozzle. In this Chapter, the behavior of airflow through a DeLaval nozzle is examined experimentally. The experimental results are compared with corresponding theoretical results for ideal flow.