Otras carreras Ondas de choque en toberas

[Visitante]

Hola tengo este pequeño problema que no sé cómo responder. Pido de antemano perdón por la calidad de la imagen, la que yo tengo en posesión está igual de borrosa. El ejercicio es el siguiente:

En la tobera convergente divergente de la figura, indique para cada uno de los casos de distribución de presión o de Mach, cuando hay ondas de choque y donde está situada en cada caso. ¿Cuándo se produce el bloqueo sónico?¿Dónde emplearía toberas subsónicas y donde supersónicas?

No sé ni por donde empezar la verdad, sé lo que es una onda de choque pero no entiendo cómo puedo saber dónde se producen a partir de los diagramas, necesito una guia o ejemplo.
Muchas gracias y un saludo.

[Visitante]

Hola buenas, me he estado documentando estos días y he llegado a un par de conclusiones.

El funcionamiento de una tobera convergente divergente se basa en la diferencia de presiones a la entrada y salida, a mayor diferencia de presiones mayor será la velocidad inducida. En una tobera convergente divergente el Mach máximo que se puede alcanzar en la garganta o estrechamiento es M=1, una vez superado este valor aparecerán en la parte divergente de la tobera ondas de choque. Esta onda de choque puede evitarse si reducimos tanto la presión a la salida que la onda se produzca fuera de la tobera; esto es algo hipotético (que creo que es lo que se representa en las gráficas). Lo que de verdad ocurre es que aparecen ondas oblicuas en el interior de la tobera.

En las gráficas se puede observar la onda de choque en la curva 4, la única que tiene una parte vertical. Vemos como repentinamente se produce un aumento de presión para volver al régimen subsónico, el Mach vuelve a ser menor que 1. Es importante señalar que las ondas de choque solo aparecen en flujo supersónico y en la parte divergente de la tobera.

Por otro lado, el bloqueo sónico es un fenómeno que se produce en las toberas convergentes divergentes (además de otros sistemas con estrechamientos etc) que nos limita el flujo másico máximo; no se puede superar este valor. Esto ocurre al llegar a flujo supersónico y a las condiciones críticas de la garganta. Por mucho que intentemos incrementar la diferencia de presión el gasto másico jamás superará este valor.

Ahora lo que sigo sin entender es la pregunta de dónde se emplearían toberas subsónicas y supersónicas.

Muchas gracias y un saludo.