كتب high speed nozzles
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
منافث السرعة المرتفعة (معلومة)
دائما ما يكون الهدف الأساسي للفوهة هو زيادة طاقة الحركة للمائع على حساب ضغط المائع وطاقته الداخلية, حيث تتحول طاقة السريان والطاقة الداخلية للمائع إلى طاقة حركة.
و يمكن وصف الفوهات وتقسيمها من حيث الشكل إلى:
- فوهة متقاربة (بالإنجليزية: convergent nozzle): في هذا النوع يقل قطر الفوهة تدريجيا في اتجاه سريان المائع بحيث يكون قطر الخروج أقل من قطر الدخول.
- فوهة متباعدة(بالإنجليزية: Divergent nozzle): في هذا النوع يزيد قطر الفوهة تدريجيا في اتجاه سريان المائع بحيث يكون قطر الخروج أكبر من قطر الدخول.
- فوهة متقاربة متباعدة (بالإنجليزية: convergent-divergent nozzle): مثل فوهة دي لافال وتتكون هذه الفوهة من جزئين متصلين عبارة عن فوهة متقاربة يتبعها فوهة متباعدة.
تعمل الفوهات المتقاربة على زيادة سرعة المائع المتحرك بسرعة أقل من سرعة الصوت, ويصل إلى سرعة الصوت عند نقطة الخنق_أصغر مساحة مقطع للفوهة وتكون في نهاية الفوهة المتقاربة وبداية الفوهة المتباعدة_حيث رقم ماخ يساوي 1 وهي أقصى سرعة يمكن الوصول لها في الفوهة المتقاربة إذا كان ضغط المائع كبير بالدرجة الكافية.و تعرف الفوهة في هذه الحالة بأنها اختنقت أو أدت لاختناق المائع.
يدخل المائع إلى الفوهة المتباعدة ليتمدد وينخفض ضغطه وتزداد سرعته أكثر لتصل إلى الفوق صوتية (بالإنجليزية: Supersonic).
العكس يحدث في الفوهة المتباعدة إن لم يصل المائع لسرعة الصوت عند نقطة الاختناق حيث تقل سرعته ويزداد ضغطه في الفوهة المتباعدة، وتعمل الفوهة المتباعدة هنا كأنها ناشر (بالإنجليزية: Diffuser) (لزيادتها ضغط المائع على حساب طاقة حركته).
و يمكن تلخيص ما سبق في أن الفوهات المتباعدة تبطئ سريان المائع إن كان يتحرك بسرعة أقل من سرعة الصوت وتسرع سريان المائع إن كان يتحرك بسرعة صوتية أو فوق صوتية.
تعتبر سرعة 1 ماخ عند نقطة الاختناق سرعة كبيرة جدا للغازات الساخنة حيث تتناسب سرعة الصوت مع الجذر التربيعي لدرجة الحرارة المطلقة.و تستخدم هذه الحقيقة في علم الصواريخ الذي يحتاج إلى تدفقات للمائع بسرعات فوق صوتية كبيرة جدا تصل إلى 5 ماخ (بالإنجليزية: Hypersonic)و يتم اختيار مخاليط الوقود الدافع بحيث يعمل على زيادة السرعة الصوتية للمائع لتصل إلى السرعة اللازمة.
