Comprendre les bases
* Buse convergente: Ce type de buse est conçu pour accélérer un liquide (généralement un gaz) à des vitesses supersoniques. Il se compose d'une section convergente qui se rétrécit, suivie d'une section divergente qui s'élargit.
* Numéro Mach: Représente le rapport de la vitesse d'un objet (comme le flux de gaz) à la vitesse du son dans le milieu environnant. Mach 1 signifie la vitesse du son.
* Velocity sonic: La vitesse du son dans un milieu dépend de la température et de la pression du milieu.
La physique en jeu
1. Section convergente: Lorsque l'écoulement entre dans la section convergente, la zone diminue. Cela oblige les molécules de gaz plus proches, augmentant la densité et la pression.
2. Conservation de la masse: Le débit massique doit rester constant dans toute la buse. Étant donné que la zone diminue, la vitesse du débit de gaz doit augmenter pour maintenir le débit massique constant.
3. Conservation de l'énergie: L'énergie totale du débit reste constante (négligeant les pertes). À mesure que la vitesse augmente, l'énergie cinétique des particules de gaz augmente. Cette énergie provient d'une réduction de l'énergie potentielle du débit, principalement de la pression.
4. Atteindre la vitesse sonore (Mach 1): La vitesse continue d'augmenter à mesure que l'écoulement se déplace dans la section convergente. Finalement, le débit atteint un point où la vitesse est égale à la vitesse locale du son. Ce point est la gorge de la buse.
5. la gorge: La gorge est le point le plus étroit de la buse. À ce stade, l'écoulement a atteint la vitesse sonore (Mach 1). Surtout, le flux ne peut pas accélérer au-delà de Mach 1 dans la section convergente. Pourquoi?
6. la condition étouffée: Si le débit devait accélérer au-delà de Mach 1 dans la section convergente, la pression devrait baisser en dessous de la pression requise pour maintenir le débit sonore. Ceci est impossible dans une section convergente, car le gradient de pression serait inversé, repoussant le débit en amont.
7. Section divergente: La section divergente permet à l'écoulement de continuer à accélérer au-delà de Mach 1. La zone d'élargissement diminue la pression et augmente encore la vitesse, conduisant à un débit supersonique.
points clés
* Le débit atteint Mach 1 à la gorge car la section convergente a forcé le débit vers sa vitesse maximale tout en maintenant un débit massique constant.
* La gorge représente une condition "étouffée", où le flux ne peut pas accélérer davantage dans la section convergente.
* La section divergente permet ensuite de réaliser le flux supersonique.
Faites-moi savoir si vous souhaitez que je développe l'un de ces points!
