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ノズル - Wikipedia

ノズル

流体りゅうたいながれる方向ほうこうさだめるために使用しようされるパイプじょう機械きかい部品ぶひん

ノズルにち: とんがかんえい: nozzle)とは、気体きたい液体えきたいのような流体りゅうたいながれる方向ほうこうさだめるために使用しようされるパイプじょう機械きかい部品ぶひんのこと。ノズルはながれる物質ぶっしつ流量りゅうりょう流速りゅうそく方向ほうこう圧力あつりょくった流体りゅうたい特性とくせいをコントロールするために幅広はばひろ使用しようされる。

ロケットエンジンのノズル
ノズルからみず噴出ふんしゅつしている様子ようす

役割やくわり

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高速度こうそくどノズル

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ノズルは一般いっぱんに、流体りゅうたい内部ないぶエネルギー減少げんしょうさせ運動うんどうエネルギー増加ぞうかさせることもちいられる。「コンバージェント」(流体りゅうたいすすむにつれ、直径ちょっけいちいさくなっていく)がたと「ダイバージェント」(流体りゅうたいすすむにつれ、直径ちょっけいおおきくなっていく)がた分類ぶんるいされ、収束しゅうそくつづいて発散はっさんラバール・ノズルは、コンバージェント・ダイバージェント・ノズルとばれる。

コンバージェント・ノズルは流体りゅうたい加速かそくさせるはたらきをつ。ノズルの圧力あつりょく十分じゅうぶんたかければ、流速りゅうそくはノズルのもっともせま部分ぶぶん音速おんそくたっする。この状態じょうたいチョークながという。この状態じょうたいにおいてノズルの圧力あつりょくをよりおおきくしても、流体りゅうたい最高さいこう流速りゅうそくはマッハ1のままわらない。流体りゅうたいはノズルをのち自由じゆう膨張ぼうちょうして音速おんそく突破とっぱする。

ダイバージェント・ノズルは、流速りゅうそく音速おんそくである場合ばあい流速りゅうそくをさらにとすことになるが、流速りゅうそく音速おんそくまたはちょう音速おんそく場合ばあいには流速りゅうそくをさらにたかめるはたらきをつ。

上記じょうきふたつのノズルをわせたラバール・ノズルは、コンバージェント・ノズルによってチョークながれが成立せいりつした流体りゅうたいを、その後方こうほうのダイバージェントノズルによってちょう音速おんそく加速かそくすることができる。このCDプロセスはコンバージェント・ノズルのちょう音速おんそく性能せいのう劇的げきてき改善かいぜんする。

排気はいき速度そくどたい速度そくど以上いじょうでなければならないちょう音速おんそく航空機こうくうきは、重量じゅうりょうおよびコスト増加ぞうか承知しょうちうえで、コンバージェント・ダイバージェント・ノズルを装備そうびすることが一般いっぱんてきである。戦闘せんとうSSTコンコルドなど)のような航空機こうくうき使用しようするちょう音速おんそくジェットエンジンはたかいノズル圧力あつりょくっている。一方いっぽう音速おんそくジェットエンジンは音速おんそく排気はいきしか要求ようきゅうされずちょう音速おんそくジェットエンジンほどのたかいノズル圧力あつりょくもとめられていないため、単純たんじゅんなコンバージョン・ノズルを使つかう。

ロケットエンジンではこう圧力あつりょくのノズルにより最大さいだい推力すいりょく噴出ふんしゅつ速度そくどコンバージェント・ダイバージェント・ノズルを使用しようする。大気圏たいきけんないでは大気たいきあつのため膨張ぼうちょうおおきくとることはできない。

磁気じきノズル

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磁気じきノズルはプラズマ制御せいぎょ技術ぎじゅつとしてかんがされたノズルである。

プラズマはプラズマ全体ぜんたいれば電気でんきてき中性ちゅうせいであるが、ミクロてきると電離でんりしたイオン自由じゆう電子でんし、すなわち荷電かでん粒子りゅうしあつまりであり、それらが不規則ふきそくまわっている。ここに磁場じばをかけるとローレンツつとむによって荷電かでん粒子りゅうしながれがととのえられる。さらに磁場じば変化へんかさせることによってそのながれのきを変化へんかさせられる。これが磁気じきノズルの動作どうさ原理げんりである。

かく融合ゆうごうかく融合ゆうごうロケット制御せいぎょするための研究けんきゅうすすめられている。

分離ぶんりノズル

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ウランの同位どういたい分離ぶんりもちいられる分離ぶんりノズル

ガスされたことなる質量しつりょう物質ぶっしつ分離ぶんりするためもちいられるノズル。遠心えんしんりょくもちいて質量しつりょうから対象たいしょう物質ぶっしつ分離ぶんりする。ノズルの精度せいど運転うんてん圧力あつりょく温度おんど管理かんりにはこう精度せいどもとめられる一方いっぽう流体りゅうたいふくまれる微粒子びりゅうしによって磨耗まもうすると分離ぶんり精度せいどがるので定期ていきてき交換こうかんする必要ひつようがある。カスケードじょうなんだんならべること純度じゅんどたかめている。


関連かんれん項目こうもく

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