ผลของขนาดรูหัวฉีดต่อพฤติกรรมของลำพุ่งน้ำความเร็วสูง คลื่นกระแทกและคลื่นกล

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมของลำพุ่งน้ำความเร็วสูง (high speed water jets) พฤติกรรมของคลื่นกระแทก (shock wave) ที่พุ่งชนผิววัสดุ และพฤติกรรมของคลื่นกล (mechanical wave) ความสัมพันธ์ของคลื่นกระแทกในอากาศกับคลื่นกลในแผ่น polymethyl methacrylate (PMMA) นอกจากนี้ อิทธิพลของขนาดรูหัวฉีดที่มีต่อพฤติกรรมของลำพุ่งน้ำความเร็วสูงคลื่นกระแทก และคลื่นกล การทดลองกำเนิดลำพุ่งน้ำความเร็วสูงใช้วิธีการถ่ายเทโมเมนต์ตัมของลูกกระสุน ปืน (Projectile Impact Driven, PID) และขนาดรูฉีดหัวฉีด (orifice) 0.7 mm 0.8 mm และ 0.9 mm ลำพุ่งน้ำที่ฉีดจะชนแผ่น PMMA สีใส พฤติกรรมของลำพุ่งน้ำ คลื่นกระแทกและคลื่นกลที่เกิดขึ้นจะถูกบันทึกด้วยกล้องถ่ายภาพความเร็วสูง (High Speed Video Camera,HSVC) ร่วมกับเทคนิคชาร์โดว์กราฟ (shadowgraphtechnique) จากผลการทดลองพบว่าความเร็วสูงสุดของลำพุ่งประมาณ 950 m/s และความเร็วของคลื่นกระแทกประมาณ 970 m/s ความเร็วของคลื่นสะท้อนสูงสุดประมาณ 300 m/s เกิดจากหัวฉีด 0.7 mm ความเร็วของคลื่นกลสูงสุดประมาณ 240m/s ได้จากหัวฉีดขนาด 0.9 mm ความเร็วของลำพุ่ง ลดลงเมื่อชนวัตถุแต่ความเร็วของคลื่นกระแทกเพิ่มขึ้น และขนาดของหัวฉีดมีผลต่อความเร็วของคลื่นกล นอกจากนี้คลื่นกลยังเกิดจากการชนของคลื่นกระแทกด้วย ลดลงเมื่อชนวัตถุแต่ความเร็วของคลื่นกระแทกเพิ่มขึ้นและขนาดของหัวฉีดมีผล ต่อความเร็วของคลื่นกล นอกจากนี้คลื่นกลยังเกิดจากการชนของคลื่นกระแทกด้วย