¿Cuál es la naturaleza de las tensiones circulares en la tobera de un cohete?

En la tobera de un cohete, ¿son las tensiones (es decir, las tensiones circunferenciales ) de los diferenciales de presión de compresión o de tracción?

Evidentemente, en una cámara de combustión, la presión en el interior es mayor que en el exterior. Sin embargo, a medida que aumenta la velocidad de escape, el teorema de Bernoulli establece que la presión de escape disminuye:

En un flujo en el que no se añade ni se quita energía, la suma de sus diversas energías es una constante: en consecuencia, donde aumenta la velocidad, disminuye la presión y viceversa.

¿Hay un punto específico en el que la presión y la tensión circunferencial cambien de dirección? ¿Es esto algo que el diseño de la boquilla debe tener en cuenta? ¿Se tienen en cuenta los cambios en la presión atmosférica basados ​​en la altitud?

Respuestas (1)

A bajas altitudes, las toberas de los motores se sobreexpanden. La presión dentro del borde de la boquilla es más baja que la presión ambiental, por lo que hay una fuerza de compresión en la boquilla.
A grandes altitudes, la presión ambiental ha caído hasta el punto en que es más baja que la presión dentro del borde de la boquilla: la boquilla ahora está subexpandida y la fuerza en el borde está hacia afuera.
La altitud a la que las presiones están en equilibrio depende del diseño de la boquilla (la relación de expansión).
Las tensiones circunferenciales están destinadas a ser un factor en el diseño de la boquilla, dando un límite inferior para el espesor del material. Sin embargo, no puedo poner un número en cuán importante es este tema.

Boquillas(imagen de Aerospaceweb )

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