بررسی ماهیت نوسانی جریان در لوله هارتمن اسپرنگر

در خروجی یک نازل همگرا که به یک منبع گاز پر فشار متصل است، بر اساس مقدار فشار ورودی آن، یک جریان فرومنبسط و فرا صوت که با موج شوک همراه می باشد ایجاد می گردد. با قرار دادن یک لوله ته بسته در مقابل این نازل همگرا، طرح ساده از دستگاه لوله تشدید هارتمن اسپرنگر شکل می‌گیرد. تاثیر شوک به همراه جریان خروجی نازل بر لوله، گرمایش شدیدی در گاز محبوس در داخل لوله ایجاد می کند. در این پژوهش سیکل عملکردی لوله تشدید و ماهیت نوسانی جریان داخل آن بررسی گردید. پارامترهای اصلی مساله به صورت فشار ورودی به نازل و فاصله بین لوله و نازل، تعیین و تاثیر تغییر مقدار آن ها در عملکرد نوسانی جریان داخل لوله و نوسانات فشار انتهای لوله نشان داده شد. فرکانس های غالب این نوسانات تعیین و بیان شد که در محدوده فشار ورودی یک تا ده بار، محدوده فرکانس های غالب بین 600 تا 933 هرتز به دست می آید که با فرکانس آکوستیکی طبیعی لوله اختلاف دارند. تشدید نوسانات و فرکانس های غالب تنها در تعداد مشخصی از مقادیر پارامترهای اصلی قابل مشاهده است و گرمایش مورد نظر صرفا در این شرایط ایجاد می گردد.

investigating the fluctuating nature of flow in the hartmann-sprenger tube

at the outlet of a converging nozzle connected to a high-pressure gas source, based on its input pressure, an under-expanded and ultrasonic flow is created, accompanied by a shock wave. a simple design of the hartmann-sprenger resonance tube device is made by placing a closed-end tube in front of this converging nozzle. the impact of the shock wave and nozzle outflow jet on the tube causes intense heating in the trapped gas inside the tube. this research investigated the functional cycle of the resonance tube and the fluctuating nature of the flow inside it. the main parameters of the problem in the form of the inlet pressure to the nozzle and the distance between the tube and the nozzle, the determination and the effect of changing their value on the fluctuating performance of the flow inside the tube, and the fluctuations of the pressure at the end of the tube were shown. the dominant frequencies of these oscillations were determined and shown that in the range of input pressure from one to ten bar, the range of dominant frequencies is between 600 and 933 hz, which are slightly different from the resonant frequency of the tube. the intensification of oscillations and dominant frequencies can only be seen in a certain number of values of the main parameters, and the intended heating is created only in these conditions.