Förstå grunderna
* konvergerande divergerande munstycke: Denna typ av munstycke är utformad för att påskynda en vätska (vanligtvis en gas) till supersoniska hastigheter. Den består av ett konvergerande avsnitt som smalnar, följt av ett divergerande avsnitt som utvidgas.
* Mach -nummer: Representerar förhållandet mellan ett objekts hastighet (som gasflödet) och ljudets hastighet i det omgivande mediet. Mach 1 betyder ljudets hastighet.
* Sonic Velocity: Ljudhastigheten i ett medium beror på mediets temperatur och tryck.
Fysiken vid spelet
1. konvergerande avsnitt: När flödet kommer in i det konvergerande avsnittet minskar området. Detta tvingar gasmolekylerna närmare varandra och ökar densiteten och trycket.
2. bevarande av massa: Massflödeshastigheten måste förbli konstant under munstycket. Eftersom området minskar måste gasflödets hastighet öka för att bibehålla det ständiga massflödet.
3. Energibesparing: Flödets totala energi förblir konstant (försummar förluster). När hastigheten ökar ökar gaspartiklarnas kinetiska energi. Denna energi kommer från en minskning av flödets potentiella energi, främst trycket.
4. når sonisk hastighet (Mach 1): Hastigheten fortsätter att öka när flödet rör sig genom det konvergerande avsnittet. Så småningom når flödet en punkt där hastigheten är lika med den lokala ljudhastigheten. Denna punkt är munstyckets hals.
5. Halsen: Halsen är den smalaste punkten i munstycket. Vid denna tidpunkt har flödet nått sonisk hastighet (Mach 1). Av avgörande betydelse kan flödet inte accelerera utöver Mach 1 i konvergerande avsnittet. Varför?
6. Det kvävda tillståndet: Om flödet skulle accelerera bortom Mach 1 i det konvergerande avsnittet, måste trycket sjunka under trycket som krävs för att upprätthålla soniskt flöde. Detta är omöjligt i en konvergerande sektion, eftersom tryckgradienten skulle vändas och pressa flödet tillbaka uppströms.
7. divergerande avsnitt: Det divergerande avsnittet gör det möjligt för flödet att fortsätta accelerera bortom Mach 1. Det breddande området minskar trycket och ökar ytterligare hastigheten, vilket leder till supersoniskt flöde.
Nyckelpunkter
* Flödet når mach 1 vid halsen eftersom det konvergerande sektionen har tvingat flödet till dess maximala hastighet samtidigt som det bibehåller en konstant massflödeshastighet.
* Halsen representerar ett "kvävat" tillstånd, där flödet inte kan accelerera ytterligare i det konvergerande avsnittet.
* Divergerande avsnittet gör det möjligt att uppnå supersoniskt flöde.
Låt mig veta om du vill att jag ska utarbeta någon av dessa punkter!
