Begin van MHD5
...In het hydraulische analogon zal de voortplanting van een rechte schokgolf equivalent zijn aan die van een "brekende golf". Hoe gaan we deze creëren? Het voldoet om een kleine waterhoogte in deel B en een grotere waterhoogte in deel A te plaatsen. In de uitbreidingsbak: niets, helemaal geen water. In doorsnede:
...Alles is klaar voor de proef. De scheidingswand van de sluis wordt zeer snel verwijderd. De gekleurde watermassa (bijvoorbeeld met fluoresceïne) stroomt in de afvoerkanal. We krijgen dit:
...Wat observeren we? Het begin van een brekende golf, een vloeistofgolffront, dat het ongekleurde water in beweging brengt. Maar het golffront beweegt sneller dan het water zelf.
...Bij de afvoer, het begin van een uitrekkingsgolf, maar iets zachter. Dit is geen schokgolf.
...Kort daarna is de situatie als volgt:
...De uitrekkingsgolf bereikt de bodem van de "bak". De afstand tussen het "gekleurde" water, dat in beweging is gebracht, en de interface is toegenomen. We hebben dus een bruikbare rafale, waarbij zuiver water in beweging is gebracht en dus de hoogte is toegenomen (hydraulische analogie van de druk in een gas). We kunnen dus "werken" aan deze rafale. Later reflecteert de uitrekkingsgolf aan de bodem van de bak en haalt snel de hele interface-golffront in.
...Men ziet dat als er een "observatievenster" in de wand was aangebracht, men tijdens de "rafaleperiode" deze zuivere watermassa zou hebben gezien. Het geheel is te lezen op een "x,t-diagram":
...We hebben hier de letterlijke analoge afbeelding van het werkingsprincipe van een "schokbuis". Het voldoet om de sluis te vervangen door een "hoogdrukcel". De scheidingswand van de sluis, handmatig bediend, wordt een koperen diafragma dat zich opent wanneer de bereikte druk (men gebruikt een verbrandingskamer) voldoende is. De proevenbuis wordt een proevenbuis, met constante doorsnede, oorspronkelijk gevuld met argon onder lage druk (13 mm kwik). Wat betreft de uitbreidingsbak, is dit een eenvoudige vacuümbak, van willekeurige vorm. De papieren scheidingswand maakt plaats voor een mylarfilm, die zich opent wanneer de schokgolf deze bereikt. Hieronder is de schematische vorm van de installatie:
...Lengte van de hoogdrukcel: een meter veertig. Diameter (dezelfde als die van de proevenbuis): 5,6 cm. Lengte van de proevenbuis: zes meter. Beneden de rode koperen membraan, verzwakt door strepen, en de manier waarop deze zich opent in vier bloembladeren, waardoor de vrijgang van het verbrandingsgas mogelijk is. De hoogdrukcel is gevuld met een mengsel van H2 + ½ O2 en helium als verdunner. De uitbreidingsbak is een eenvoudige emmer die sterk genoeg is om vacuüm te kunnen maken. De installatie wordt aangevuld met verschillende vacuümpompen, met vleugels, die eenvoudig te verkrijgen zijn en vacuüm onder 10-2 mm kwik (10-2 torr) geven, evenals met vacuümvallen. Voeg een batterij van flessen toe die waterstof, zuurstof, helium en natuurlijk argon leveren.
...Het brandbare gasmengsel wordt ontstoken door een systeem van ontstekingsbogen aangesloten op een hoogspanningsbron. Aangezien dit systeem elektromagnetische storingen genereert, wordt de gehele hoogdrukcel in een Faradaykooi opgesloten (houten steunen en koperen tralies, 1 mm mesh). Primitief, maar effectief. De zes meter argon onder lage druk verandert in een gasstok (1 bar) en heet (10.000°K) van ongeveer twintig centimeter lengte. Deze wordt direct gevolgd door "de verbrandingsgassen", dat wil zeggen een mengsel van waterdamp en helium.
...Zo is de "warmewindtunnel" gedaan.
...In de proevenbuis waar de metingen worden uitgevoerd en de MHD-ervaring zelf plaatsvindt (MHD), is de doorsnede vierkant (5 cm bij 5 cm). Er moet dus een moeilijk te frezen onderdeel worden geplaatst, waardoor men van een ronde doorsnede naar een vierkante doorsnede kan gaan:
...De "MHD-snoeren" kunnen gemaakt worden van plexiglas (met gedeelten geplast) of van gelaagd plastic (sterk), met een goede optische venster. Hoewel de temperatuur van het argon hoog is, schadeert deze niet aan de snoeren, aangezien de rafale kort is (acht miljoenste seconde).
...Om een transversaal magnetisch veld te creëren, zullen we twee solenoïden gebruiken, zoals hieronder:
...In de volgende tekening is één van de solenoïden verwijderd om de opstelling van de proefmodel (lensvormig profiel) te laten zien:
...De volume van de MHD-snoer, inclusief de ruimte, is ongeveer een liter, en het magnetische veld moet 20.000 gauss (2 tesla) bereiken, dus moet er een sterk stroom (50.000 ampère) door de spoelen lopen. Een dergelijke stroom heeft een neiging de solenoïden te laten ontploffen, niet door het Joule-effect, maar gewoon door de krachten J x B die in de spoelen zelf werken. Het zal nodig zijn om de koperen wikkelingen met een soort "corset" te voorzien, bijvoorbeeld van glasvezel ingebed in araldite.
...Aangezien de MHD-ervaring kort duurt, is een economische oplossing om zo'n stroom te creëren, om een batterij van condensatoren te gebruiken die in deze spoel worden ontladen (oscillerende ontlading). Het voldoet om alles te synchroniseren zodat de proef (op het moment van het passeren van de hete argon-rafale) plaatsvindt op een moment waarop het B-veld bijna stationair is (periode van ontlading: 5 milliseconden).
...Volgende tekening: de schokgolftunnel uitgerust voor MHD-ervaringen, zoals deze er in mijn laboratorium in de jaren zestig uitzag.
...De condensatoren werden op 5 kV geladen. Een kleinere batterij van condensatoren zorgt vervolgens voor de voeding van de elektroden van het proefmodel.
...Probleem: hoe schakel je 50.000 ampère? Antwoord: door een oud elektrisch locomotief-ignitron te gebruiken (ontworpen om 2000 ampère te schakelen, maar sterk genoeg om honderden proeven te doorstaan met een stroom 25 keer zo hoog). De ignitron is bekend bij specialisten in krachtige elektriciteit.
../../../bons_commande/bon_global.htm