Postcombustión

Duwa

Master of the Universe.
Por que en algunos aviones y a veces se producen como una especie de anillos en la postcombustion?

 

Halcon_del_sur

Colaborador
Colaborador
Es largo de explicar pero son basicamente reflexiones/choques secundarios del chorro supersonico de gases de escape.

Saludos.
 
Llevo 40 min. buscando. Hay poquísima información en castellano del tema...

El diamante de choque (también conocido como diamante mach, disco mach o diamante bailarín) es la formación de un patrón de onda estacionaria que aparece en la pluma de combustión de un sistema de propulsión aeroespacial, tal como un motor a reacción, cohete, ramjet, o scramjet cuando se usa en una atmósfera.
Los diamantes de choque se forman cuando la combustión supersónica de una tobera aumenta o disminuye ligeramente, lo que significa que la presión de los gases expulsados por la tobera es diferente de la presión en el ambiente. Un complejo campo de flujo resulta de la onda de choque que se refleja de adelante a atrás entre el fluido libre a reacción límite y se forma un visible patrón de diamante, el cual le da su nombre a los diamante de choque.






YouTube - XCOR XR-5M15 LOX / Methane Rocket Engine
 
Como dijeron mas arriba esos anillos o diamantes se deben a que la velocidad supersonica del chorro de escape del motor provoca que se hagan visilbles los efectos de las ondas de choque.
Saludos.
 

Duwa

Master of the Universe.
No entendi un pomo :D
Yo tampoco pero no quise ofender a nadie asi que solo agradecí :yonofui:
:smilielol5:
jajaja, fuera de joda; hay muuuuchos principios aerodinamicos que se me escapan como para entender totalmente el fenomeno de los anillos o diamantes. Pero a grandes rasgos con las explicaciones e info postiada me hago una "idea", y con eso me siento conforme.
Que buenas fotos Duwa
Si, parece que las fotos de aviones con la PC y encima con los anillitos son como mas facheras.
Miren esta foto, al rojo vivo!
 
Por lo que yo entendí:
Imagínense el aire que pasa por el motor como un flujo laminar (siguiendo la primer foto que postie).
Ese flujo esta compuesto por ''3 laminas de aire''(para simplificar la cosa).
Una central, una superior y otra inferior.
Al salir de la tobera las laminas superior e inferior tienden a abrirse, pero el vacio en torno a la lamina central las atrae hacia ella. Chocan las 3 laminas (formando el diamante) y las laminas superior e inferior vuelven a abrirse.
Este proceso se repite hasta que el chorro pierde fuerza y se diluye en el ambiente...

Algunos videos (en ninguno se ven discos mach, pero son interesantes igual):

YouTube - How A Jet Engine Works (Trimmed)
YouTube - Jet engine animation (Made with Blender)
YouTube - General Electric's New Engine
YouTube - Jet Engine Animation
YouTube - How a CFM56 Turbine Jet Engine works.
YouTube - 2-D Pulse Detonation Engine simulation.

Y para lo que no entendemos nada hasta que no vemos un dibujo:
Turboprop:

Turbofan:

Turbojet:

Turbojet con postquemador:
 
Hola a todos.
Les trato de compartir un poco de lo aprendido en la facultad:
Primero tratemos de entender lo que es una onda de choque (shock wave): cuando un fluido como el aire se desplaza a alta velocidad (mas allá de Mach 1, que es la velocidad del sonido), las partículas de aire dejan de moverse en forma "laminar" (es como si se movieran todas parejitas en forma paralela), sino que empiezan a acelerarse del golpe, formando lo que se denomina una "onda de choque", que es un salto repentino en la densidad y presión del aire. Al pasar por la onda de choque, el aire se comprime y rarifica. Luego de traspasar esa onda, la velocidad del aire se frena hasta volver a ser subsónica.

En esta foto se ve como es la onda: el aire delante de la onda es supersónico, la onda en sí es la porción de aire donde se produce la perturbación con cambio brusco de densidad, presión y temperatura. Justo detrás de la onda, la velocidad del aire es subsónica, no importa la velocidad que tenga el aire por delante de la misma.

Fíjense que la parte delantera de la onda es como un "medio diamante".

A la salida de un reactor con poscombustion, el gas expelido se mueve a una velocidad supersónica (o sea, superior a Mach 1), entonces se forma la "onda de choque" (el primer "diamante"). Por lo dicho anteriormente, el aire por detrás del "diamante" se frena hasta ser subsónico. Sin embargo como dicho gas posee una tremenda energía cinética, entonces se "vuelve" a acelerar hasta volver a superar Mach 1 donde se vuelve a formar la segunda onda de choque (el segundo "diamante"). Por detrás de este "diamante", otra vez vuelve a ser subsónico y otra vez se vuelve a acelerar por el efecto de la energía cinética del gas (tercer "diamante"), y asi sucesivamente.
Esto es lo que explica Juan85 en su post cuando menciona que la combustión supersónica de una tobera aumenta o disminuye ligeramente.
Lógicamente, en cada "diamante" se va perdiendo energía cinética, por lo que la velocidad del chorro de gas va disminuyendo. Esto hace que los "diamantes" sean cada vez mas difusos. Asi ya cuando ya la velocidad del chorro de gas pasa a ser subsónica, aunque el chorro sigue siendo visible, los "diamantes" dejan de formarse.

En esta foto del post de Juan85 se ve perfectamente como los "diamantes" se van hanciendo cada vez menos visibles.


Espero haberles podido aclarar un poco el tema.
Un abrazo a todos.
Eduardo
 

yarara

Colaborador
Quisiera aclarar algunos conceptos ... porque hay una mezcla aca .....

Hola a todos.
Les trato de compartir un poco de lo aprendido en la facultad:
Primero tratemos de entender lo que es una onda de choque (shock wave): cuando un fluido como el aire se desplaza a alta velocidad (mas allá de Mach 1, que es la velocidad del sonido), las partículas de aire dejan de moverse en forma "laminar" (es como si se movieran todas parejitas en forma paralela), sino que empiezan a acelerarse del golpe, formando lo que se denomina una "onda de choque", que es un salto repentino en la densidad y presión del aire. Al pasar por la onda de choque, el aire se comprime y rarifica. Luego de traspasar esa onda, la velocidad del aire se frena hasta volver a ser subsónica.

No confundamos , laminar es un termino que se aplica a la capa limite , es decir la corriente de aire cercana a la superficie en donde se manifiestan los fenomemos viscosos .... ( capa limite laminar y turbulente ) ...
En el onda de choque recta ( onda de choque fuerte ) , los cambios de los valores de densidad , presion y fundamentalmente entropia ocurren en un volumen extremadamente pequeño ... y el flujo pasa a subsonico para luego volver a acelerar ... es de hacer notar que un vehiculo aereo puede estar volando a numeros de Mach menores a 1 y experimentar ondas de choque rectas en especial en el extrados de los perfiles aerodinamicos ...
El aumento de presion a traves de la onda suele producir la separacion de la capa limite , la cual produce variados efectos aerodinamicos y en la dinamica de vuelo , ademas en la controlabilidad de la aeronave .

Pero ademas de las ondas de choque fuerte , tenemos las ondas de choque debiles ,generalmente son las ondas de choque oblicuas, donde el flujo no pasa a subsonico ( estoy simplificando el tema , ya que la solucion detras de una onda de choque oblicua tiene dos soluciones , una supersonica y la otra subsonica ) ...

El comprender el flujo transonico/supersonico/hipersonico toma varias materias anuales en una carrera de ingenieria aeronautico y tiene un tratamiento matematico muy complejo ..
Saludos

En esta foto se ve como es la onda: el aire delante de la onda es supersónico, la onda en sí es la porción de aire donde se produce la perturbación con cambio brusco de densidad, presión y temperatura. Justo detrás de la onda, la velocidad del aire es subsónica, no importa la velocidad que tenga el aire por delante de la misma.

Fíjense que la parte delantera de la onda es como un "medio diamante".

A la salida de un reactor con poscombustion, el gas expelido se mueve a una velocidad supersónica (o sea, superior a Mach 1), entonces se forma la "onda de choque" (el primer "diamante"). Por lo dicho anteriormente, el aire por detrás del "diamante" se frena hasta ser subsónico. Sin embargo como dicho gas posee una tremenda energía cinética, entonces se "vuelve" a acelerar hasta volver a superar Mach 1 donde se vuelve a formar la segunda onda de choque (el segundo "diamante"). Por detrás de este "diamante", otra vez vuelve a ser subsónico y otra vez se vuelve a acelerar por el efecto de la energía cinética del gas (tercer "diamante"), y asi sucesivamente.
Esto es lo que explica Juan85 en su post cuando menciona que la combustión supersónica de una tobera aumenta o disminuye ligeramente.
Lógicamente, en cada "diamante" se va perdiendo energía cinética, por lo que la velocidad del chorro de gas va disminuyendo. Esto hace que los "diamantes" sean cada vez mas difusos. Asi ya cuando ya la velocidad del chorro de gas pasa a ser subsónica, aunque el chorro sigue siendo visible, los "diamantes" dejan de formarse.

En esta foto del post de Juan85 se ve perfectamente como los "diamantes" se van hanciendo cada vez menos visibles.


Espero haberles podido aclarar un poco el tema.
Un abrazo a todos.
Eduardo
 
Yarará,
muchas gracias por tu aclaración.:cheers2:

Simplemente para mí la idea del post fue intentar explicar lo mas someramente posible la formación de una onda de choque.

Obviamente, un ingeniero aeronáutico puede tomar mi explicación y hacerse un festival de errores por lo burda y básica que es... :ack2:

Abrazo a todos.
Eduardo
 
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