什么是沖擊管(Shock Tube)？

激波管是一種用來研究氣相燃燒反應和空氣動力學流動的儀器。最簡單的說，激波管是一種金屬管，它有一個隔膜，一個半柔性的屏障，將高壓氣體和低壓氣體分開。開始實驗時，隔膜破裂，使沖擊波穿過低壓氣體。在用沖擊管進行的實驗...

激波管是一種用來研究氣相燃燒反應和空氣動力學流動的儀器。最簡單的說，激波管是一種金屬管，它有一個隔膜，一個半柔性的屏障，將高壓氣體和低壓氣體分開。開始實驗時，隔膜破裂，使沖擊波穿過低壓氣體。在用沖擊管進行的實驗中，高壓氣體被稱為驅動氣體，而低壓氣體是驅動氣體。這些氣體不需要具有相同的化學成分。氣體被泵入或排出在隔膜的每一側安裝一個管子，直到每一側達到所需的壓力為止。要開始使用沖擊管進行試驗，可以使用帶有葉片的柱塞來破裂隔膜，盡管所需的機制很復雜。許多實驗要么使用刻痕隔膜，當管內壓力達到一定值時破裂，或在驅動器中使用可燃氣體使隔膜破裂。當管內隔膜破裂時，一種突然傳播的擾動沖擊波進入驅動氣體中。被驅動氣體的溫度和壓力也會升高，沖擊波誘發沿沖擊波方向的氣動流動，但速度較低。壓力的傳播降低，稱為稀疏波或膨脹扇，傳回驅動氣體。接觸面，即驅動氣體和被驅動氣體之間的邊界，進入驅動氣體中，就在激波的后面，定義沖擊波的邊界。當沖擊波到達管的末端時，它會被反射，返回驅動氣體中，引起溫度、壓力和密度的更大的增加。使用傾倒罐吸收反射的沖擊波可以防止這種反應沖擊波產生后，將激波管內的氣體抽出，研究高壓和高溫的影響，激波管也可以用來研究燃燒對固體顆粒的影響，在隔膜破裂前插入管內。激波管也可用于研究激波后驅動氣體的氣動流動。燃燒發生得非常快。因此，觀察空氣動力學流動的時間有限，通常只有幾毫秒。

發表于 2020-09-18 06:42
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分類：科學教育

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