Der experimentelle Aufbau

Zusammenfassung

Zunächst soll die Wirkungsweise des Stoßwellenkanals beschrieben werden. Der verwendete Stoßwellenkanal besteht aus einem Rohr mit konstantem Innendurchmesser, das durch die Hauptmembran in einen Hochdruck- und einen Niederdruckteil aufgeteilt ist (Abb. 8a). Der zulässige Druck des HD-Teiles beträgt z. Z. 600 atm. Birst die Membran durch den Überdruck zwischen HD- und ND-Teil, so bildet sich eine Stoßwelle aus, die sich mit Überschallgeschwindigkeit in das Gas des ND-Teiles ausbreitet. Der Druck des ND-Gases erhöht sich dabei in der Stoßwelle innerhalb weniger freier Weglängen von p_l auf p ₂ (Abb. 8c). Gleichzeitig wird der hohe Druck des HD-Gases p ₄ in einem Verdünnungsfächer auf den gleichen Druck p ₃ = p ₂ abgebaut. Das durch den Stoß komprimierte heiße Gas (2) wird durch eine Kontaktfläche von dem durch die Expansion abgekühlten Gas (3) getrennt. Die Abb. 8 d zeigt die Ausbreitung der verschiedenen Wellen in einem x-t-Diagramm. An der Endwand des Stoßwellenrohres wird die einfallende Stoßwelle reflektiert. Es kommt dort zu einer starken Druckerhöhung und einer weiteren Temperaturzunahme des Meßgases, da die kinetische Energie des Gases (2) in thermische Energie umgesetzt wird. Für eine Zeit von etwa 1 ms hat man an der Endwand des Stoßwellenrohres ein ruhendes Gas von hohem Druck und hoher Temperatur im Zustand (5) (Abb. 8e).