Análisis de boquillas: variaciones en el número de Mach y la presión a lo largo de una boquilla convergente y una convergente-divergente

Fuente: Shreyas Narsipur, Ingeniería Mecánica y Aeroespacial, Universidad Estatal de Carolina del Norte, Raleigh, Carolina del Norte

Una boquilla es un dispositivo que se utiliza comúnmente para acelerar o desacelerar el flujo en virtud de su sección transversal variable. Las boquillas son ampliamente utilizadas en sistemas de propulsión aeroespacial. En los cohetes, el propulsor que se expulsa de la cámara se acelera a través de una boquilla para crear una fuerza de reacción que impulsa el sistema. En los motores a reacción, una boquilla se utiliza para transformar la energía de una fuente de alta presión en energía cinética del escape para producir empuje. El modelo isentrópico a lo largo de la boquilla es suficiente para un análisis de primer orden ya que el flujo en una boquilla es muy rápido (y por lo tanto adiabático a una primera aproximación) con muy pocas pérdidas de fricción (porque el flujo es casi unidimensional con una presión favorable degradado, excepto si las ondas de choque se forman y las boquillas son relativamente cortas).

En este experimento, dos tipos de boquillas se montan en un equipo de prueba de boquillas, y se crea un flujo de presión utilizando una fuente de aire comprimido. Las boquillas se ejecutan para diferentes configuraciones de contrapresión para analizar el flujo interno en las boquillas en condiciones de flujo variables, identificar los diversos regímenes de flujo y comparar los datos con las predicciones teóricas.