Munstycke

JetEdit

En gasstråle, vätskestråle eller vattenstråle är ett munstycke som är avsett att kasta ut gas eller vätska i en sammanhängande ström i ett omgivande medium. Gasstrålar är vanliga i gasspisar, ugnar eller grillar. Gasstrålar användes ofta som ljus innan det elektriska ljuset utvecklades. Andra typer av vätskestrålar finns i förgasare, där släta kalibrerade öppningar används för att reglera flödet av bränsle till en motor, och i jacuzzis eller spaanläggningar.

En annan specialiserad stråle är den laminära strålen. Detta är en vattenstråle som innehåller anordningar för att jämna ut trycket och flödet och ger laminärt flöde, som namnet antyder. Detta ger bättre resultat för fontäner.

Skumdysan är en annan typ av jet som använder skum i stället för gas eller vätska.

Dysor som används för att mata in varm bläst i en masugn eller smedja kallas för tuyeres.

Jetdysor används också i stora rum där luftdistribution via takdiffusorer inte är möjlig eller inte praktisk. Diffusorer som använder jetmunstycken kallas för jetdiffusorer där de placeras i sidoväggarna för att fördela luften. När temperaturskillnaden mellan tilluften och rumsluften förändras, avleds tilluftsströmmen uppåt för att tillföra varm luft eller nedåt för att tillföra kall luft.

Hög hastighetRedigera

Ett munstycke från Ariane-5-raketen

För det mesta är målet med ett munstycke att öka det strömmande mediets rörelseenergi på bekostnad av dess tryck och inre energi.

Munstycken kan beskrivas som konvergerande (smalnar av från en bred diameter till en mindre diameter i flödesriktningen) eller divergerande (expanderar från en mindre diameter till en större). Ett de Laval-munstycke har en konvergent sektion som följs av en divergent sektion och kallas ofta för ett konvergent-divergent (CD) munstycke (”con-di nozzle”).

Konvergenta munstycken accelererar subsoniska vätskor. Om munstyckets tryckförhållande är tillräckligt högt kommer flödet att nå sonisk hastighet vid den smalaste punkten (dvs. munstyckets hals). I denna situation sägs munstycket vara strypt.

Om man ökar munstyckets tryckförhållande ytterligare ökar inte Mach-talet i halsen över ett. Nedströms (dvs. utanför munstycket) kan flödet fritt expandera till överljudshastigheter; Mach 1 kan dock vara en mycket hög hastighet för en varm gas eftersom ljudets hastighet varierar som kvadratroten av den absoluta temperaturen. Detta faktum används i stor utsträckning inom raketindustrin där hypersoniska flöden krävs och där drivmedelsblandningar medvetet väljs för att ytterligare öka ljudhastigheten.

Divergerande munstycken bromsar vätskor om flödet är subsoniskt, men de accelererar soniska eller supersoniska vätskor.

Konvergent-divergenta munstycken kan därför accelerera vätskor som har strypt i den konvergerande sektionen till överljudshastigheter. Denna CD-process är effektivare än att låta ett konvergent munstycke expandera supersoniskt externt.Den divergenta sektionens form säkerställer också att riktningen på de utflyttade gaserna är direkt bakåt, eftersom en komponent i sidled inte skulle bidra till dragkraften.

PropellingEdit

Huvudartikel: Drivmunstycke

En jetavgas producerar en nettodragkraft från den energi som erhålls från förbränning av bränsle som läggs till den inducerade luften. Denna varma luft passerar genom ett höghastighetsmunstycke, ett drivmunstycke, vilket ökar dess rörelseenergi enormt.

En ökad avgashastighet ökar dragkraften för ett givet massflöde, men en anpassning av avgashastigheten till lufthastigheten ger den bästa energieffektiviteten. Momentumhänsyn hindrar dock jetflygplan från att bibehålla hastigheten samtidigt som de överskrider sin avgasstrålehastighet. Motorerna i överljudsflygplan, t.ex. i jaktflygplan och SST-flygplan (t.ex. Concorde), uppnår nästan alltid de höga avgashastigheter som krävs för överljudsflygning genom att använda ett CD-munstycke, trots vikt- och kostnadsförluster. Omvänt har underljudsflygplanens motorer relativt låga avgashastigheter och använder därför enkla konvergerande munstycken eller till och med omlöpsmunstycken vid ännu lägre hastigheter.

Raketmotorer maximerar dragkraft och utloppshastighet genom att använda konvergerande-divergenta munstycken med mycket stora ytförhållanden och därmed extremt höga tryckförhållanden. Massflödet är mycket viktigt eftersom all framdrivningsmassa bärs med fordonet, och mycket höga utloppshastigheter är önskvärda.

MagneticEdit

Magnetiska munstycken har också föreslagits för vissa typer av framdrivning, till exempel VASIMR, där plasmaflödet styrs av magnetfält i stället för av väggar av fast materia.

SprayEdit

Huvudartikel: Sprutmunstycke

Många munstycken producerar en mycket fin spray av vätskor.

  • Fördelarmunstycken används för sprutmålning, parfymer, förgasare för förbränningsmotorer, spray på deodoranter, antiperspiranter och många andra liknande användningsområden.
  • Luftspridande munstycke använder en öppning i det koniska munstycket för att injicera luft i en ström av vattenbaserat skum (CAFS/AFFF/FFFP) för att få koncentratet att ”skummas upp”. Vanligast på skumsläckare och skumhandlinor.
  • Svirvelmunstycken sprutar in vätskan tangentiellt, och den spiralar in i mitten och kommer sedan ut genom det centrala hålet. På grund av virveln gör detta att sprayen kommer ut i en konisk form.

VacuumEdit

Sugmunstycken för dammsugare finns i flera olika former. Vakuummunstycken används i dammsugare.

ShapingEdit

Vissa munstycken är formade för att producera en ström som har en viss form. Extruderingsformning är till exempel ett sätt att producera längder av metaller eller plaster eller andra material med ett visst tvärsnitt. Detta munstycke kallas vanligen för en matris.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *