Para um projeto, eu construí um bico divergente convergente projetado para o número Mach = 3. Nesse projeto, eu poderia saber que o fluxo ficou supersônico ao ver o manômetro fixo entre a garganta e a seção divergente (queda de pressão, como a seção divergente). age como um bico para o fluxo supersônico).
No entanto, isso me fez pensar: se devo construir um bico para a finalidade de propulsão (ou qualquer outra finalidade prática), não é desejável ter orifícios para o manômetro, a fim de manter a força uniforme. Meus cálculos teóricos me dizem que o fluxo deve ser supersônico e sem choque no bico, mas durante a construção, o acabamento da superfície, as tolerâncias geométricas e a pressão de suprimento podem não ser o que eu espero. Nesse caso, como sei se o fluxo ficou supersônico?
Eu pensei em seguir os caminhos. Até agora, eu não tentei nenhum deles.
O uso de um tubo de Pitot pode não ser útil, pois haverá um choque na frente do tubo, se o fluxo for realmente supersônico (como mostrado na figura), o que aumentará a pressão total. Podemos usar a fórmula do tubo de Reyleigh pitot , mas como calcular a pressão estática do fluxo livre sem afetar o fluxo / bico?
Fotografia Schlieren : Se observarmos choques oblíquos / diamantes de choque, a inferência será: 'o fluxo é supersônico'. Isso funcionará apenas quando os recursos de choque forem super claros.
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Respostas:
Do meu breve envolvimento em choques, acho que a solução mais provável seria imaginar a saída do escapamento, provavelmente opticamente, mas talvez usando interferometria ou algo dependendo do que é o escapamento. A indicação mais óbvia de que você tem fluxo supersônico é se você pode ver um diamante de choque . Eu acho que você provavelmente também poderia trabalhar com isso desde a exaustão, mas não me lembro como.
Como alternativa, você também pode observar o impulso gerado. Você deve poder calcular o impulso esperado. É isso que eles fazem ao testar foguetes / motores a jato, pois na verdade não se importam se o fluxo é supersônico, apenas que gera energia suficiente.
A maneira mais simples para os tubos é apenas medir o fluxo de saída. É um tubo, então o fluxo deve ser constante. No entanto, na prática, suspeito que os tubos longos também tenham escotilhas / áreas de inspeção regulares, onde medem o fluxo de alguma forma para verificar vazamentos / falhas.
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Esse é um experimento muito bom! Em geral, eu argumentaria que você só precisa saber:
Olhando para as equações do fluxo compressível constante 1D, existe apenas uma solução; portanto, a única maneira de o fluxo não atingir a velocidade sônica seria uma grande perda total de pressão, para que a taxa crítica nunca seja alcançada.
No que diz respeito ao empuxo, a resposta à sua pergunta é um pouco mais complicada, pois diferentes configurações (acima / abaixo expandida) ou geometrias (por exemplo, campainha dupla).
No que diz respeito à medição, você pode querer dar uma olhada nos sistemas de medição de velocidade do ar acústico.
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Se você ainda está procurando resposta,
Você pode manter uma cunha bem projetada, com orifícios estáticos na superfície da cunha, mais oito 1. a superfície da cunha está alinhada com o eixo de fluxo ou 2. a linha simétrica alinhada com o eixo de fluxo. você terá pressão pitot do tubo pitot de Raleigh.
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