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激波管是壓力傳感器校準的核心設備,用來產生平面激波。所謂激波,是氣體某處壓力發生突然變化,壓力波高速傳播。波的速度與壓力變化強弱有關,壓力變化越大,波速越高。傳播過程中,波陣面到達某處,該處氣體壓力、密度和溫度都發生突變;波陣面未到處,氣體不受波的擾動;波陣面過后,波陣面后面的氣體溫度、壓力都比波陣面前面的髙,氣體粒子向波陣面前進的方向流動,其速度低于波陣面前進速度。 激波波陣面很薄,它與分子平均自由路程處于同一數量級。在試驗中,激波的厚度足可以忽略不計。氣體壓力由波前壓力躍升到波后的壓力只需要10-8~10-9s。 激波管的結構如下圖所示。 激波管結構簡圖 其基本結構為一個圓形或方形斷面的直管,中間用膜片隔分為兩段。一段為高壓段,一段為低壓段。用破膜針刺破膜片,高壓段氣體就向低壓段擠過去,形成向低壓段的激波,兩氣體接觸面也向低壓段前進,前進速度低于激波。下圖示出了激波管各工作階段示意圖。激波管高壓和低壓段的氣體,可以是空氣-空氣、氮氣-空氣等。 激波管各工作階段示意圖 圖(a)為破膜前的壓力狀況。(b)為破膜后的壓力狀況。在低壓段,激波以超音速向右推進,其速度為W。激波未到處,壓力P1保持不變,激波后面至接觸面間的壓力為P2(P1﹤P2﹤P3),激波后面的氣體也向低壓段運動,與接觸面等速。接觸面與激波的速度差(w-u2)小于該點氣體聲速。 在高壓段,破膜時膜片附近產生稀疏波,以該處聲速向左(與激波反向)傳播。稀疏波經過的點,壓力下降為p4(p4=p2),即稀疏波右段和激波左段氣體壓力相等,速度相同,但以接觸面為分界線。兩邊氣體溫度不同,靠近激波一側,因壓力躍升過程氣體受壓縮導致溫度升高,隨之,該處聲速升高;靠近稀疏波一側的氣體,因氣體膨脹導致溫度下降,該處聲速隨之降低。稀疏波到達高壓段端部并被反射從左向右傳播的過程如圖(c)所示。...
發布時間:
2019
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07
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29