Apa itu Tabung Kejut?

Tabung kejut adalah instrumen yang digunakan untuk mempelajari reaksi pembakaran fase gas, dan aliran aerodinamis. Paling sederhana, tabung kejut adalah tabung logam dengan diafragma, penghalang semi-fleksibel, memisahkan gas bertekanan tinggi dari gas bertekanan rendah. Untuk memulai percobaan, diafragma pecah, menyebabkan gelombang kejut merambat melalui gas bertekanan rendah.

Dalam percobaan menggunakan tabung kejut, gas bertekanan tinggi disebut sebagai gas penggerak, sedangkan gas bertekanan rendah disebut sebagai gas yang digerakkan. Gas-gas tersebut tidak harus memiliki komposisi kimia yang sama. Gas dipompa masuk atau keluar dari tabung di setiap sisi diafragma sampai tekanan yang diinginkan tercapai di setiap sisi. Untuk memulai percobaan dengan tabung kejut, diafragma dapat dipecah menggunakan pendorong dengan bilah terpasang, meskipun mekanisme yang diperlukan rumit. Banyak eksperimen baik menggunakan diafragma yang dicetak, yang dirancang untuk pecah ketika tekanan tertentu tercapai di dalam tabung, atau menggunakan gas yang mudah terbakar pada driver untuk meledakkan diafragma.

Ketika diafragma dalam tabung pecah, gelombang kejut, gangguan yang merambat secara tiba-tiba, bergerak ke dalam gas yang digerakkan. Suhu dan tekanan gas yang digerakkan juga meningkat, dan gelombang kejut menginduksi aliran aerodinamis ke arah gelombang kejut, tetapi pada kecepatan atau kecepatan yang lebih rendah. Penurunan tekanan yang merambat, yang disebut gelombang penghalusan atau kipas ekspansi, bergerak kembali ke gas penggerak. Permukaan kontak, batas antara gas pengemudi dan gas yang digerakkan, bergerak ke dalam gas yang digerakkan, tepat di belakang bagian depan kejut, yang menentukan batas gelombang kejut.

Ketika gelombang kejut mencapai ujung tabung, gelombang itu dipantulkan, berjalan kembali ke gas penggerak, dan menyebabkan peningkatan suhu, tekanan, dan densitas yang lebih besar lagi. Menggunakan tangki pembuangan untuk menyerap gelombang kejut yang dipantulkan dapat mencegah reaksi ini. Setelah gelombang kejut dibuat, gas dalam tabung kejut ditarik dan dipelajari untuk mengamati efek tekanan dan suhu tinggi. Tabung kejut juga dapat digunakan untuk mempelajari efek pembakaran pada partikel padat, yang dimasukkan ke dalam tabung sebelum diafragma pecah.

Tabung kejut juga dapat digunakan untuk mempelajari aliran aerodinamis dari gas yang digerakkan di belakang gelombang kejut. Pembakaran terjadi dengan sangat cepat. Akibatnya, ada waktu terbatas untuk mengamati aliran aerodinamis, biasanya hanya beberapa milidetik.