Inizio di MHD5
...In analogia idraulica, la propagazione di un'onda d'urto rettilinea sarà equivalente a quella di un'onda di rottura. Come la creeremo? Basterà mettere una piccola altezza d'acqua nella parte B e un' altezza maggiore nella parte A. Nel serbatoio di espansione: niente, assolutamente nessuna acqua. In sezione:
...Tutto è pronto per l'esperienza. Si rimuove rapidamente la paratia della camera di chiusura. La massa d'acqua colorata (ad esempio con fluoresceina) si riverserà nel canale a valle. Otterremo quanto segue:
...Cosa osserviamo? L'inizio di un'onda di rottura, di un fronte d'onda liquido, che mette in movimento l'acqua incolore. Ma il fronte d'onda si muove più velocemente dell'acqua stessa.
...A valle, inizia un'onda di espansione, ma più "morbida". Non si tratta di un'onda d'urto.
...Poco tempo dopo, la situazione è la seguente:
...L'onda di rarefazione raggiunge il fondo della "vasca". La distanza tra l'acqua chiara "spinta", messa in movimento, e l'interfaccia è aumentata. Disponiamo quindi di un getto utilizzabile, in cui l'acqua pulita è stata messa in movimento e quindi l'altezza è aumentata (analogia idraulica della pressione in un gas). Potremo quindi "lavorare" su questo getto. In seguito, l'onda di rarefazione si riflette sul fondo della vasca e tende rapidamente a raggiungere l'intero fronte d'onda-interfaccia.
...Si vede che se avessimo installato nella parete una "finestra di osservazione", avremmo visto passare, durante il "tempo del getto", questa massa d'acqua pulita messa in movimento. L'intero fenomeno può essere letto su un "diagramma x, t":
...Abbiamo qui l'immagine fedele per analogia del funzionamento di un "tubo ad urto". Basta sostituire la camera di chiusura con una "camera ad alta pressione". La paratia della camera di chiusura, azionata manualmente, sarà un diaframma in rame che si aprirà quando la pressione raggiunta (usando una camera di combustione) sarà sufficiente. Il canale di prova diventa un tubo di prova, con sezione costante, inizialmente riempito di argon a bassa pressione (13 mm di mercurio). Per quanto riguarda il serbatoio di espansione, si tratta semplicemente di un serbatoio di vuoto, di forma qualsiasi. La paratia di carta viene sostituita da una membrana in mylar, che cederà quando l'onda d'urto la raggiungerà. Di seguito, l'aspetto schematizzato dell'impianto:
...Lunghezza della camera ad alta pressione: un metro e quaranta. Diametro (uguale a quello del flusso di prova): 5,6 cm. Lunghezza del flusso di prova: sei metri. In basso la membrana di rame rosso, resa fragile da incisioni, e il modo in cui si apre formando quattro petali, lasciando libero il passaggio al gas combusto. La camera ad alta pressione è riempita con un miscuglio H2 + 1/2 O2 più elio come diluente. Il serbatoio di espansione è semplicemente un bidone abbastanza resistente da poter essere sottoposto al vuoto. L'impianto è completato da diverse pompe a vuoto a palette, facilmente reperibili in occasione e che raggiungono un vuoto inferiore a 10-2 mm di mercurio (10-2 torr), nonché da valvole ermetiche al vuoto. Aggiungere un gruppo di bombole che forniscono idrogeno, ossigeno, elio e ovviamente argon.
...Il miscuglio gassoso combustibile viene acceso da un sistema di candele collegato a una fonte ad alta tensione. Poiché questo sistema genera interferenze elettromagnetiche, l'intera camera ad alta pressione è chiusa in una gabbia di Faraday (pilastri in legno e rete di rame, maglia da 1 mm). Rustica, ma efficace. I sei metri di argon a bassa pressione si trasformano immediatamente in una carota di gas compresso (1 bar) e caldo (10.000 K) di circa venti centimetri di lunghezza. Questa è subito seguita dai "gas combusti", ovvero un miscuglio di vapore acqueo ed elio.
...Questo conclude la parte "galleria a getto caldo".
...Nel flusso dove verranno effettuate le misurazioni e condotta l'esperimento propriamente detto (MHD), la sezione è quadrata (5 cm per 5 cm). È quindi necessario interporre un pezzo, difficile da lavorare, che permetta di passare da una sezione circolare a una quadrata:
...I "getti MHD" possono essere realizzati in plexiglass (con parti incollate) o in plastica stratificata (resistenza), dotati di una finestra ottica di buona qualità. Sebbene la temperatura dell'argon sia elevata, essa non danneggia le parti del getto, data la brevità del getto (ottanta milionesimi di secondo).
...Per creare un campo magnetico trasversale si utilizzeranno due solenoidi, disposti come segue:
...Nel disegno successivo, è stata rimossa una delle bobine per mostrare la disposizione del modello (profilo alare a lente):
...Il volume del getto MHD, compreso lo spazio occupato, è dell'ordine di un litro, e il campo magnetico da creare deve raggiungere i 20.000 gauss (2 tesla), quindi è necessario far passare attraverso le bobine un forte corrente (50.000 ampere). Una corrente così elevata tende a far esplodere i solenoidi, non per effetto Joule, ma semplicemente a causa delle forze J x B che agiscono direttamente sulle bobine stesse. Sarà necessario dotare le bobine di rame rosso di una sorta di "corsetto", ad esempio in fibra di vetro immersa in araldite.
...L'esperimento propriamente detto (l'interazione MHD) avendo una durata molto breve, una soluzione economica per generare tali correnti consiste nell'utilizzare un banco di condensatori che vengono scaricati nella bobina (scarica oscillante). Basta sincronizzare l'insieme in modo che l'esperimento (al momento del passaggio del getto caldo di argon) si svolga in un momento in cui il campo B è quasi stazionario (periodo della scarica: 5 millisecondi).
...Disegno successivo: la galleria a onda d'urto attrezzata per esperimenti MHD, così come si presentava nel mio laboratorio negli anni sessanta.
...I condensatori erano caricati a 5 kV. Un gruppo di condensatori più modesto alimenta invece gli elettrodi del modello di prova.
...Problema: come commutare 50.000 ampere. Risposta: utilizzando un vecchio ignitron di locomotiva elettrica (progettato per commutare 2000 ampere, ma sufficientemente robusto da resistere a centinaia di prove con una corrente 25 volte superiore). L'ignitron è ben noto agli esperti di elettricità di potenza.
../../../bons_commande/bon_global.htm
![Image1712](/lega...