مطالعه تجربي اثر ضخامت ديافراگم بر موقعيت تخت شدن موج شوك در لوله شوك گازي

The Experimental Study of the Effect of a Diaphragm Thickness on the Position of Planar Shock Wave Formation in a Gas Shock Tube

لوله شوك يكي از تجهيزاتي است كه با ايجاد اختلاف فشار بين دو ناحيه آن (درايور و دريون) و حذف ديافراگم، قابليت توليد موج شوك با زمان خيز بسيار كوتاه را دارد. در اين تحقيق موج شوك صفحه اي و فاصله ايجاد آن در طول بخش دريون مورد بررسي تجربي قرار گرفته است. با استفاده از سه حسگر فشار پيزو رزيستيو، فشار موج شوك در مقاطع مختلف در طول لوله شوك و همچنين در فاصله هاي شعاعي مختلف اندازه گيري شد. اين آزمايش ها با سه ديافراگم داراي ضخامت هاي 0.1, 0.2 , 0.3 mm. از جنس مايلر تكرار شد. نتايج آزمايش ها با استفاده از نرم افزار TRAww كه نرم افزاري براي پردازش سيگنال هاي حسگر فشار از طريق ديتالاگر است، استخراج شده و فاصله صفحه اي شدن موج شوك براي ديافراگم هاي مختلف به دست آمد. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه با افزايش ضخامت ديافراگم و درنتيجه افزايش فشار انفجار (فشار ناحيه درايور) فشار موج شوك ايجادشده افزايش يافته و موج شوك صفحه اي در فاصله دورتري در بخش دريون ايجاد مي شود. طول دوره يكنواختي با ديافراگم mm 0/1 كمتر از دو ديافراگم ديگر بوده و موج شوك صفحه اي ايجادشده تا انتهاي لوله شوك پايدار نبود. همچنين ميزان افت فشار در دريون پس از پارگي ديافراگم، با افزايش ضخامت ديافراگم افزايش مي يابد.

Shock tube is an equipment in which by creating a pressure difference between driver and driven section via the bursting membrane has the ability to generate shock wave with very short rise time. One of the important parameters in the shock tube is the planar shock wave and the distance of its formation along the driven section. In this study, the shock wave pressure has measured at different sections along the shock tube as well as at different radial distances, using three piezoresistive pressure sensors. Experiments were repeated with three different thickness of diaphragms 0.1, 0.2 and 0.3 mm. Diaphragms were made of Mylar. The results of the experiments were extracted using TRAww software, which is a software for signal processing of the pressure sensors; and the distance of the planar shock wave for different diaphragms was obtained. The results show that by increasing the diaphragm thickness and thus increasing the explosion pressure (pressure of the driver area), the shock wave pressure increased and the planar shock wave propagates further away in the driven section. The uniform duration of the shock wave using a diaphragm with a thickness of 0.1 mm is smaller than the other two diaphragms, and the planar shock wave is not stable until the end of the shock tube. Also, the pressure drop in driven section after rupture of the diaphragm increases with increasing diaphragm thickness.