Question 1

O que acontece com a velocidade do fluxo ao passar por um bocal convergente?

Accepted Answer

À medida que a área do bico diminui da entrada à garganta, a velocidade do fluxo aumenta, atingindo seu máximo na garganta. Essa aceleração ocorre porque a mesma taxa de fluxo de massa deve passar por áreas de seção transversal progressivamente menores. O fluxo permanece subsônico em um bico convergente, com a velocidade aumentando até atingir Mach 1 na garganta sob condições de fluxo estrangulado.

Question 2

O que é fluxo estrangulado e quando ocorre em um bocal convergente?

Accepted Answer

O fluxo estrangulado ocorre quando o número de Mach na garganta do bico atinge 1, o que significa que a velocidade do fluxo é igual à velocidade do som. Isso acontece em uma razão de contrapressão de 0,5283. Uma vez estrangulado, aumentos adicionais na pressão de entrada não aumentam a velocidade da garganta, limitando os bicos convergentes a aplicações de aceleração de fluxo subsônico.

Question 3

Como a razão de contrapressão controla a velocidade de fluxo em um bocal?

Accepted Answer

A razão de contrapressão é a relação entre a pressão de saída e a pressão de estagnação na entrada do bocal. Quando essas pressões são iguais, não ocorre fluxo. À medida que a contrapressão diminui, a diferença de pressão aumenta, acelerando a velocidade do fluxo por todo o bocal. Essa razão controla diretamente as condições de fluxo e determina se o fluxo se torna estrangulado.

Question 4

Quais são os três padrões de fluxo distintos em um bico convergente-divergente em baixas razões de contrapressão?

Accepted Answer

Em baixas relações de contrapressão, três padrões emergem: primeiro, deceleração subsônica estrangulada na seção divergente; segundo, aceleração supersônica seguida de desaceleração para velocidades subsônicas; terceiro, aceleração supersônica contínua ao longo da seção divergente. Esses padrões dependem de quanto a contrapressão é reduzida abaixo da condição de fluxo estrangulado de 0,5283.

Question 5

O que é fluxo superexpansado e subexpansado na saída de um bocal?

Accepted Answer

O fluxo superexpansado ocorre quando a pressão de saída do bico é menor que a pressão ambiente, criando um fluxo instável com variações de pressão e velocidade. O fluxo subexpansado ocorre quando a pressão de saída excede a pressão ambiente, produzindo instabilidade semelhante. Ambas as condições resultam de incompatibilidades entre as condições internas do bico e a pressão atmosférica externa.

Question 6

Como é que o parâmetro de fluxo de massa é usado para identificar condições de fluxo estrangulado?

Accepted Answer

O parâmetro de fluxo de massa (MFP) aumenta à medida que a relação de contrapressão diminui até atingir a condição de fluxo estrangulado em 0,5283. Neste ponto, o MFP deve permanecer constante porque o fluxo de massa não pode aumentar mais. Medir o MFP em diferentes relações de contrapressão ajuda a verificar experimentalmente as previsões teóricas de fluxo estrangulado e transições de regime de fluxo.

Question 7

Como é que um bocal convergente-divergente permite o fluxo supersónico em comparação com um bocal convergente?

Accepted Answer

Um bocal convergente-divergente acelera o fluxo subsônico para Mach 1 na garganta, então a seção divergente permite a continuação da aceleração para velocidades supersônicas. Em contraste, um bocal convergente sozinho não pode exceder Mach 1 porque a garganta é o ponto de saída. A seção divergente fornece a área de expansão necessária para a expansão do fluxo supersônico usando técnica de imagem schlieren visualiza supersônico características de fluxo para observar estes fenômenos.

Análise de bocais: variações no número de Mach e na pressão ao longo de um bocal convergente e convergente-divergente - Questionário de avaliação