기본 이해
* 수렴 전달 노즐 : 이 유형의 노즐은 유체 (일반적으로 가스)를 초음속 속도로 가속하도록 설계되었습니다. 그것은 좁은 수렴 섹션으로 구성되며, 넓어지는 발산 섹션이 이어집니다.
* 마하 번호 : 주변 매체의 소리 속도에 대한 물체의 속도 (가스 흐름과 같은)의 비율을 나타냅니다. Mach 1은 소리의 속도를 나타냅니다.
* 음파 속도 : 매체의 소리 속도는 매체의 온도와 압력에 따라 다릅니다.
놀이의 물리학
1. 수렴 섹션 : 흐름이 수렴 섹션으로 들어 오면 영역이 줄어 듭니다. 이로 인해 가스 분자가 더 가깝게 강화되어 밀도와 압력이 증가합니다.
2. 질량 보존 : 질량 유량은 노즐 전체에 일정하게 유지되어야합니다. 면적이 감소하기 때문에 일정한 질량 흐름을 유지하기 위해 가스 흐름의 속도가 증가해야합니다.
3. 에너지 보존 : 흐름의 총 에너지는 일정하게 유지됩니다 (손실을 무시하는). 속도가 증가함에 따라 가스 입자의 운동 에너지가 증가합니다. 이 에너지는 흐름의 잠재적 에너지, 주로 압력의 감소에서 비롯됩니다.
4. 음파 속도에 도달 (마하 1) : 흐름이 수렴 섹션을 통해 이동함에 따라 속도는 계속 증가합니다. 결국, 흐름은 속도가 로컬 소리 속도와 같은 지점에 도달합니다. 이 점은 노즐의 목구멍입니다.
5. 목구멍 : 목구멍은 노즐에서 가장 좁은 지점입니다. 이 시점에서 흐름은 음파 속도에 도달했습니다 (마하 1). 결정적으로, 흐름은 수렴 섹션에서 마하 1 너머로 가속 할 수 없습니다. 왜?
6. 질식 상태 : 수렴 섹션에서 흐름이 마하 1 너머로 가속되는 경우 압력은 음파 흐름을 유지하는 데 필요한 압력 아래로 떨어야합니다. 압력 구배가 반전되어 흐름을 상류로 밀기 때문에 수렴 섹션에서는 불가능합니다.
7. 분기 섹션 : 분기 섹션은 흐름이 마하 1을 넘어 계속 가속화 할 수있게합니다. 넓은 영역은 압력을 감소시키고 속도를 더욱 증가시켜 초음속 흐름을 초래합니다.
키 포인트
* 수렴 섹션이 일정한 질량 유량을 유지하면서도 최대 속도로 흐름을 강요했기 때문에 흐름은 목구멍에서 마하 1에 도달합니다.
* 목구멍은 "질식 된"조건을 나타내며, 이는 흐름이 수렴 섹션에서 더 가속화 할 수 없습니다.
* 차이 섹션을 사용하면 초음속 흐름이 달성 될 수 있습니다.
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