Tobera

Como tal, es utilizado en turbomáquinas y otras máquinas, como inyectores, surtidores, propulsión a chorro, etc.La tobera que usan los cohetes experimentales se denomina De Laval y los flujos que recorren dicha tobera se consideran compresibles al moverse a velocidades supersónicas, por lo que, durante el avance de los gases, las diferentes secciones transversales producen variaciones en la densidad y en la velocidad del fluido.En la práctica, no existe la condición de flujo isentrópico ideal, por lo que se aplica un coeficiente de rendimiento que ajusta el cálculo.Idealmente las transformaciones del fluido en una tobera cumplirían las siguientes condiciones: Por tanto se deben cumplir en cualquier punto de la tobera las siguientes dos condiciones: donde h es la entalpía y c la velocidad del fluido.De las anteriores ecuaciones se deduce que: donde a es la velocidad del sonido: donde Cp y Cv son las capacidades caloríficas del fluido a presión y volumen contantes, respectivamente; p es la presión del fluido en ese punto.La ecuación (3) nos puede dar una indicación del perfil que debe tener la tobera.Si se desea que la velocidad del fluido aumente a lo largo de ella, se debe cumplir que dc>0.Entonces: Las conclusiones son que para empezar la aceleración de un fluido, la tobera necesariamente ha de ser convergente en su primera sección, pero si se quiere que la velocidad del fluido supere la del sonido, debe tener una segunda sección divergente.Suponiendo que el fluido cumple la ley de los gases ideales (Por ejemplo: Utilizando las expresiones de energía potencial y energía cinética, es posible deducir la velocidad por la que sale un fluido a través de una tobera.Donde m es la masa, v la velocidad, g la constante de aceleración gravitatoria y h la altura, en este caso manométrica.