Procesos de intercambio energético en expansiones supersónicas : estudio por espectroscopía raman

Abstract

Se ha realizado un estudio sistemático de diversos fenómenos que se producen en expansiones supersónicas de N2 y de CO2, generadas a través de una tobera cilíndrica con distintas presiones de estancamiento. Para ello se ha empleado la espectroscopía Raman, así como un caso particular de ésta, la disperión Rayleigh. Se midieron las siguientes variables del flujo en la zona de silencio de la expansión: densidad del gas, temperatura rotacional, temperatura vibracional en el CO2, grado de condensación, e intensidad de la radiación Rayleigh. Con estos datos se analizaron la relajación rotacional del gas expandido y el grado de condensación del gas junto con el efecto del calor desprendido en la formación de agregados sobre el resto de variables. Además se ha obtenido una colección de datos experimentales de densidad y temperatura rotacional en el sistema de ondas de choque que se forman en las expasiones de N2, especialmente de distintas ondas de choque frontales siguiendo el eje de la expansión. los principales resultados hasn sido los siguientes. Se han conseguido valores de secciones eficaces rotacionales a baja temperatura, en el rango de 5 a 20 K, para los gases estudiados. Se ha modelizado la función de distribución en tamaño de los agregados formados, siguiendo su evolución desde el comienzo de la condensación, obteniendo un mapa detallado de su distribución en la expansión. Se ha coleccionado una serie de medidas en ondas de choque frontales que aportan numerosos datos acerca de su formación y evolución.