कैसे पता करें कि प्रवाह नोजल में सुपरसोनिक है या नहीं?

Question

एक परियोजना के लिए मैंने माच संख्या = 3 के लिए डिज़ाइन किया गया एक अभिसरणित डाईवर्जेंट नोजल बनाया था। 3. उस प्रोजेक्ट में, मुझे पता चल सकता है कि गले और डायवर्जेंट सेक्शन के बीच तय किए गए मैनोमीटर को देखते हुए प्रवाह सुपरसोनिक हो गया है (दबाव में गिरावट, डायवर्जेंट सेक्शन के रूप में) सुपरसोनिक प्रवाह के लिए एक नोजल की तरह काम करता है)।

हालांकि, यह मुझे सोच रहा था, अगर मैं प्रणोदन उद्देश्य (या कोई व्यावहारिक उद्देश्य) के लिए एक नोजल का निर्माण करने के लिए हूं, तो वर्दी की ताकत बनाए रखने के लिए मैनोमीटर के लिए इसमें छेद करना वांछनीय नहीं है। मेरी सैद्धांतिक गणना मुझे बताती है कि प्रवाह सुपरसोनिक जाना चाहिए और नोजल में कोई झटका नहीं होना चाहिए, लेकिन निर्माण करते समय, सतह खत्म, ज्यामितीय सहनशीलता और आपूर्ति दबाव वह नहीं हो सकता है जो मैं उम्मीद करता हूं। उस स्थिति में, मुझे कैसे पता चलेगा कि प्रवाह सुपरसोनिक है?

मैंने निम्नलिखित तरीकों के बारे में सोचा। अब तक मैंने उनमें से किसी की भी कोशिश नहीं की है।

1. पिटोट ट्यूब का उपयोग करना उपयोगी नहीं हो सकता है क्योंकि यदि वास्तव में प्रवाह सुपरसोनिक है (जैसा कि चित्र में दिखाया गया है), तो ट्यूब के सामने एक धनुष झटका होगा , जिससे कुल दबाव में वृद्धि होगी। हम Reyleigh Pitot ट्यूब सूत्र का उपयोग कर सकते हैं , लेकिन प्रवाह / नोक को प्रभावित किए बिना स्थिर मुक्त प्रवाह दबाव की गणना कैसे करें?

2. श्लिअरन फ़ोटोग्राफ़ी : यदि हम तिरछे झटके / झटके वाले हीरे देखते हैं, तो यह अनुमान होगा: 'प्रवाह सुपरसोनिक है'। यह तभी काम करेगा जब शॉक फीचर्स सुपर क्लियर हों।

Comments

मुझे लगता है कि इस प्रश्न के 2 भागों को अलग-अलग प्रश्न पूछना ठीक रहेगा। यदि एक उत्तरदाता केवल एक भाग का उत्तर जानता है।

— dcorking

जवाबी कार्रवाई: दो लोग आपस में जुड़े हुए हैं, और एक जवाब देने वाला जानता है कि एक दूसरे के पास जवाब देने की बहुत संभावना है। मैंने मतदान किया।

— रिक

@GeorgeHerold पहले मुद्दे पर, द्रव्यमान को मापना अच्छी तरह से काम नहीं करता है क्योंकि द्रव संपीड़ित होता है, इसलिए नियंत्रण की मात्रा निर्धारित करना कोई मामूली बात नहीं है। पिटोट ट्यूब पर, यह आकार की बात नहीं है, इसके पीछे वास्तविक भौतिकी है। एक पिटोट ट्यूब एक रोक के लिए प्रवाह लाता है, और सुपरसोनिक प्रवाह को रोकने के लिए, यह पहले एक सदमे की लहर के माध्यम से जाता है, जो सदमे की लहर से पहले इसके द्वारा मापा जाने से कुछ भी रोकता है।

— ट्रेवर आर्किबाल्ड

सुबोध, क्या आप भाग A पर ध्यान केंद्रित करने और भाग B के बारे में एक नया प्रश्न पूछने के लिए इस प्रश्न को संपादित करने के लिए तैयार होंगे? आप इसे भाग B प्रश्न से लिंक कर सकते हैं। इस पर राय के साथ कोई भी चर्चा में शामिल हो सकते मुख्य चैट , शुरुआत यहाँ ।

— पॉल गेस्लर

ज़रूर !, मैं भाग B को एक नया प्रश्न बनाऊँगा ।

— सुबोध

Answer 1

झटके में मेरी संक्षिप्त भागीदारी से, मुझे लगता है कि सबसे संभावित समाधान निकास की छवि के लिए होगा, संभवतः वैकल्पिक रूप से, लेकिन शायद इंटरफेरोमेट्री या कुछ का उपयोग करके यह निर्भर करता है कि निकास क्या है। सबसे स्पष्ट संकेत है कि आपके पास सुपरसोनिक प्रवाह है यदि आप एक सदमे हीरे को देख सकते हैं । मुझे लगता है कि आप शायद इसे निकास की लंबाई से भी काम कर सकते हैं लेकिन मुझे याद नहीं है कि कैसे।

वैकल्पिक रूप से आप उत्पन्न थ्रस्ट को भी देख सकते हैं। आपको अपेक्षित जोर की गणना करने में सक्षम होना चाहिए। रॉकेट / जेट इंजनों का परीक्षण करते समय यही होता है क्योंकि वे वास्तव में परवाह नहीं करते हैं यदि प्रवाह सुपरसोनिक है, बस यह पर्याप्त शक्ति उत्पन्न करता है।

पाइप के लिए सरल तरीका सिर्फ निकास प्रवाह को मापना है। इसका पाइप इतना प्रवाह स्थिर होना चाहिए। हालांकि, व्यवहार में मुझे संदेह है कि लंबे पाइपों में नियमित निरीक्षण हैच / क्षेत्र होते हैं जहां वे लीक / दोषों की जांच के लिए किसी भी तरह से प्रवाह को मापते हैं।

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कृपया अपने उत्तर के पाइप सेक्शन को इंजीनियरिंग

— भेजें ।stackexchange.com

Answer 2

यह एक बहुत अच्छा सोचा प्रयोग है! सामान्य तौर पर मैं तर्क दूंगा कि आपको केवल जानने की आवश्यकता है:

• $p_t$
• $p_\infty$

$M=1$

$$\frac{p_\infty}{p_t}\leq 0.528 \quad, \text{assuming two-atomic-gas with } \gamma=1.4 \text{ in } \frac{p^*}{p_t}=\left(\frac{2}{\gamma+1}\right)^{\gamma/(\gamma-1)}$$

1D स्थिर संपीड़ित प्रवाह के लिए समीकरणों को देखते हुए केवल एक ही समाधान है ताकि प्रवाह की गति ध्वनि शक्ति तक न पहुंचे इसके लिए एक बड़ा कुल दबाव नुकसान होगा ताकि महत्वपूर्ण अनुपात कभी नहीं पहुंच सके।

जहाँ तक जोर का सवाल है आपके प्रश्न का उत्तर अलग-अलग सेट-अप (अधिक / विस्तारित) या ज्यामितीय (जैसे दोहरे-घंटी) के बाद से थोड़ा अधिक जटिल है।

जहाँ तक माप का संबंध है, आप ध्वनिक वायु गति माप प्रणालियों पर एक नज़र रखना चाह सकते हैं।

Answer 3

यदि आप अभी भी उत्तर की तलाश में हैं,

आप एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए पच्चर को रख सकते हैं, पच्चर की सतह पर स्थिर छेदों के साथ, ईथर 1। पच्चर की सतह को प्रवाह अक्ष के साथ संरेखित किया जाता है या प्रवाह अक्ष के साथ 2. संरेखित सममितीय रेखा। आपको रैले पिट-ट्यूब से पिटोट दबाव होगा।

$\theta$$P_0$$P_{\infty}$$\beta$$M$