JetEdit
Un chorro de gas, chorro de fluido o hidrochorro es una boquilla destinada a expulsar gas o fluido en una corriente coherente en un medio circundante. Los chorros de gas se encuentran comúnmente en las estufas, hornos o barbacoas de gas. Los chorros de gas se utilizaban habitualmente para iluminar antes del desarrollo de la luz eléctrica. Otros tipos de chorros de fluido se encuentran en los carburadores, donde se utilizan orificios lisos calibrados para regular el flujo de combustible en un motor, y en los jacuzzis o spas.
Otro chorro especializado es el chorro laminar. Se trata de un chorro de agua que contiene dispositivos para suavizar la presión y el flujo, y da un flujo laminar, como su nombre indica. Esto da mejores resultados para las fuentes.
El chorro de espuma es otro tipo de chorro que utiliza espuma en lugar de un gas o fluido.
Las toberas que se utilizan para alimentar el chorro caliente en un alto horno o una fragua se llaman tuyeres.
Las toberas de chorro también se utilizan en grandes salas donde la distribución de aire a través de difusores de techo no es posible o no es práctica. Los difusores que utilizan toberas de chorro se denominan difusores de chorro donde se dispondrán en las zonas de las paredes laterales para distribuir el aire. Cuando la diferencia de temperatura entre el aire de suministro y el aire de la habitación cambia, la corriente de aire de suministro se desvía hacia arriba, para suministrar aire caliente, o hacia abajo, para suministrar aire frío.
Alta velocidadEditar
Con frecuencia, el objetivo de una tobera es aumentar la energía cinética del medio que fluye a expensas de su presión y energía interna.
Las toberas pueden describirse como convergentes (se estrechan de un diámetro amplio a uno menor en la dirección del flujo) o divergentes (se expanden de un diámetro menor a uno mayor). Una tobera de Laval tiene una sección convergente seguida de una sección divergente y suele denominarse tobera convergente-divergente (CD) («tobera con-di»).
Las toberas convergentes aceleran los fluidos subsónicos. Si la relación de presión de la tobera es lo suficientemente alta, el flujo alcanzará la velocidad sónica en el punto más estrecho (es decir, la garganta de la tobera). En esta situación, se dice que la tobera está estrangulada.
Aumentar aún más la relación de presión de la tobera no aumentará el número de Mach de la garganta por encima de uno. Aguas abajo (es decir, fuera de la tobera) el flujo es libre de expandirse a velocidades supersónicas; sin embargo, Mach 1 puede ser una velocidad muy alta para un gas caliente porque la velocidad del sonido varía como la raíz cuadrada de la temperatura absoluta. Este hecho se utiliza ampliamente en cohetería, donde se requieren flujos hipersónicos y donde las mezclas de propulsores se eligen deliberadamente para aumentar aún más la velocidad sónica.
Las toberas divergentes ralentizan los fluidos si el flujo es subsónico, pero aceleran los fluidos sónicos o supersónicos.
Las toberas convergentes-divergentes pueden, por tanto, acelerar los fluidos que se han ahogado en la sección convergente hasta alcanzar velocidades supersónicas. Este proceso de CD es más eficiente que permitir que una tobera convergente se expanda supersónicamente de forma externa.La forma de la sección divergente también asegura que la dirección de los gases que escapan es directamente hacia atrás, ya que cualquier componente hacia el lado no contribuiría al empuje.
Tubo de propulsión
Un escape de chorro produce un empuje neto a partir de la energía obtenida de la combustión del combustible que se añade al aire inducido. Este aire caliente pasa a través de una tobera de alta velocidad, una tobera de propulsión, que aumenta enormemente su energía cinética.
El aumento de la velocidad de escape incrementa el empuje para un flujo de masa dado, pero la adecuación de la velocidad de escape a la velocidad del aire proporciona la mejor eficiencia energética. Sin embargo, las consideraciones de momento impiden que los aviones a reacción mantengan la velocidad mientras superan su velocidad de escape. Los motores de los aviones de reacción supersónicos, como los de los cazas y los aviones SST (por ejemplo, el Concorde) casi siempre alcanzan las altas velocidades de escape necesarias para el vuelo supersónico utilizando una tobera CD a pesar de las penalizaciones de peso y coste; por el contrario, los motores de reacción subsónicos emplean velocidades de escape relativamente bajas, subsónicas, y por lo tanto emplean toberas convergentes simples, o incluso toberas de derivación a velocidades aún más bajas.
Los motores de cohete maximizan el empuje y la velocidad de escape utilizando toberas convergentes-divergentes con relaciones de área muy grandes y, por tanto, relaciones de presión extremadamente altas. El flujo de masa es muy importante porque toda la masa propulsora se transporta con el vehículo, y se desean velocidades de escape muy elevadas.
MagneticEdit
También se han propuesto toberas magnéticas para algunos tipos de propulsión, como la VASIMR, en la que el flujo de plasma es dirigido por campos magnéticos en lugar de por paredes de materia sólida.
SprayEdit
Muchas boquillas producen una pulverización muy fina de líquidos.
- Las boquillas atomizadoras se utilizan para la pintura en spray, los perfumes, los carburadores para motores de combustión interna, los desodorantes en spray, los antitranspirantes y muchos otros usos similares.
- La boquilla de aspiración de aire utiliza una abertura en la boquilla en forma de cono para inyectar aire en una corriente de espuma a base de agua (CAFS/AFFF/FFFP) para hacer que el concentrado «haga espuma». Se encuentra más comúnmente en los extintores de espuma y en las líneas de espuma.
- Las boquillas de remolino inyectan el líquido tangencialmente, y éste entra en espiral en el centro y luego sale por el agujero central. Debido al vórtice, esto hace que la pulverización salga en forma de cono.
VacuumEdit
Las boquillas para aspiradoras tienen varias formas diferentes. Las boquillas de aspiración se utilizan en las aspiradoras.
ShapingEdit
Algunas boquillas tienen forma para producir un chorro que tiene una forma particular. Por ejemplo, el moldeo por extrusión es una forma de producir longitudes de metales o plásticos u otros materiales con una sección transversal particular. Esta boquilla se conoce típicamente como matriz.