Forum FORUMPIROTECHNICZNE.PL Strona G³ówna FORUMPIROTECHNICZNE.PL
Forum Pirotechniczne
 
 FAQFAQ   SzukajSzukaj   U¿ytkownicyU¿ytkownicy   GrupyGrupy   RejestracjaRejestracja 
 ProfilProfil   Zaloguj siê, by sprawdziæ wiadomo¶ciZaloguj siê, by sprawdziæ wiadomo¶ci   ZalogujZaloguj 

O efektywno¶ci paliw rakietowych

 
Napisz nowy temat   Odpowiedz do tematu    Forum FORUMPIROTECHNICZNE.PL Strona G³ówna -> Paliwa rakietowe
Zobacz poprzedni temat :: Zobacz nastêpny temat  
Autor Wiadomo¶æ
Tetrazen



Do³±czy³: 29 Lis 2004
Posty: 38
Sk±d: z nitrozwi±zku

PostWys³any: Sro Gru 01, 2004 9:30 am    Temat postu: O efektywno¶ci paliw rakietowych Odpowiedz z cytatem

Maksymalna efektywno¶æ silnika zwi±zana jest tak na prawdê tylko z dwoma parametrami prêdko¶ci± wylotow± gazów i mas± wyrzucanych gazów.

Masa wyrzucanych gazów (z jednostki obj. paliwa) zale¿y po prostu od gesto¶ci mieszanki i tu nie da sie wiêcej dyskutowaæ.

Co do predko¶ci wylotowej to mamy pewne ograniczenia.
Generalnie mo¿na powiedzieæ, ¿e prêdko¶æ zale¿y tylko od temp. spalin i ich rodzaju tj. sk³adu chemicznego (obj. nie ma znaczenia).

Generalnie lepiej gdy mamy w spalinach jak najwiêcej cz±steczek gazów dwuatomowych (jeszcze lepiej jedno atomowych...)

Nie wiem czy kto¶ to przytacza³:

Wzór na max. prêd wylotow± gazów w dyszy:

Wmax=(2*kappa*R*T/kappa-1)^1/2

gdzie:
kappa - wyk³adnik adiabaty =
5/3 dla gazów o cz±st. jednoat.
7/5 dla gazów o cz±st. dwuat.
3/4 dla gazów o cz±st. trój i wiêcej at.

R - uniwersalna sta³a gazowa (=8,31451 kJ/mol*K)
T temp. (K)

Dlaczega nie da siê przekroczyæ pewnych prêdko¶ci wylotowych?
Wzrost prêdko¶ci poci±ga za sob± spadek ci¶niania w kanale (dyszy) a to powoduje spadek entalpii czyli w efekcie temperatury (sprzê¿enie zwrotne)

Mo¿e to trochê u³atwi Wam dobór mieszanek na paliwa.
Powrót do góry
Ogl±da profil u¿ytkownika Wy¶lij prywatn± wiadomo¶æ
QbaS



Do³±czy³: 19 Pa¼ 2005
Posty: 97
Sk±d: Z Internetu

PostWys³any: Czw Lis 03, 2005 6:10 pm    Temat postu: Re: O efektywno¶ci paliw rakietowych Odpowiedz z cytatem

Tetrazen napisa³:

Wzór na max. prêd wylotow± gazów w dyszy:

Wmax=(2*kappa*R*T/kappa-1)^1/2

gdzie:
kappa - wyk³adnik adiabaty =
5/3 dla gazów o cz±st. jednoat.
7/5 dla gazów o cz±st. dwuat.
3/4 dla gazów o cz±st. trój i wiêcej at.

R - uniwersalna sta³a gazowa (=8,31451 kJ/mol*K)
T temp. (K)


Hmm.

czyli kappa dla powietrza 1.4
temperatura pokojowa okolo 293 K
R znane i podane

z tego Wmax=(2*1.4*8.31451*293/0.4)^0.5
co daje Wmax okolo 130 ??
No wlasnie 130 czego ??
Jak to interpretowac ??
Albo gdzie sie myle ??
Powrót do góry
Ogl±da profil u¿ytkownika Wy¶lij prywatn± wiadomo¶æ
PINOT



Do³±czy³: 25 Lis 2003
Posty: 428
Sk±d: Wroc³aw

PostWys³any: Czw Lis 03, 2005 7:49 pm    Temat postu: Odpowiedz z cytatem

Bardzo dobry temat. Ale my¶lê Tetrazen ¿e trochê ¼le postawi³e¶ pytanie.

Parametrem równania jest nie tylko kappa ale i temperatura gazów. Co do kappy jasne, ¿e im mniej atomów w cz±steczce gazu spalinowego tym wiêksza prêdko¶æ wylotowa - jest to ³atwe do zrozumienia, kiedy pamiêtamy, ¿e przy T=const objêto¶æ gazu jest wy³±cznie funkcj± ilo¶ci moli swobodnych cz±steczek a nie ich masy. St±d wniosek, który kiedy¶ napisa³em, ¿e lepiej spaliæ czasem paliwo rakietowe do CO ni¿ do CO2, bo s³abszy efekt energetyczny jest z nawi±zk± kompensowany przez wzrost ilo¶ci moli gazów spalinowych.

Ale temperatura (efekt energetyczny paliwa) te¿ jest wa¿na - dodatek paliw wysokoenergetyczntch (py³y metali, Si, B) podnosi temp. a zarazem te¿ i prêdko¶æ wylotow±. A wiêc max prêdko¶æ wylotowa przy zastosowaniu klasycznych substancji zostanie osi±gniêta dla wodoru rozgrzewanego do temp. topnienia najtrwalszej mo¿liwej dyszy. Pomijam silniki jonowe i inne wynalazki typu Star-Trek.
Pamiêtajmy te¿, ¿e temperatura w warunkach pracy silnika jest te¿ termodynamiczn± funkcj± ci¶nienia....

Sprzê¿enie zwrotne je¶li chodzi o entalpiê mo¿e i istnieje, ale tylko do momentu osi±gniêcia równowagi w silniku. Wyp³yw gazu z dyszy i spalanie paliwa jest zjawiskiem z za³o¿enia równowagowym. Je¶li nie (np. zak³adaj±c detonacjê paliwa w superwytrzyma³ym pojemniku z ma³± dysz±) nastêpuje wzrost temperatury zwi±zany z brakiem odprowadzenia nadmiaru energii a wiêc i wzrost prêdko¶ci wylotowej gazu.

Tak wiêc my¶lê, ¿e teroetycznie, w projektowanym silniku nie ma limitu prêdko¶ci wylotowej - jest tylko kwestia ograniczeñ materia³owych, jak± temp i jakie ci¶nienie mo¿e wytrzymaæ silnik.


S±dzê, ¿e 130 które wysz³o w obliczeniu to wielko¶æ w m/s. Ale temperatura jest niew³a¶ciwa - je¶li we¼miecie odpowiedni± temp. czyli tê w silniku (jakie¶ 2000 stopni) wynik bêdzie nieco sensowniejszy.

_________________
Ciekawe kto bedzie pierwszym 80-cio latkiem na tym forum
Powrót do góry
Ogl±da profil u¿ytkownika Wy¶lij prywatn± wiadomo¶æ Odwied¼ stronê autora
Arkadiusz
Go¶æ





PostWys³any: Czw Lis 03, 2005 8:33 pm    Temat postu: Odpowiedz z cytatem

PINOT napisa³:
.... teroetycznie, w projektowanym silniku nie ma limitu prêdko¶ci wylotowej - jest tylko kwestia ograniczeñ materia³owych, jak± temp i jakie ci¶nienie mo¿e wytrzymaæ silnik..


Limit pochodzi od zasady zachowania energii. Czyli energia potencjalna paliwa = maks. sumie energi kinetycznej silnika ( U max.) i gazów wylotowych ( W max. ). Gdyby nie by³o strat Wink . W nie mo¿e byæ wiêksze od W max bo mieliby¶my perpetum.


W SR Olusa zaobserwowa³em ciekawe zjawisko. Paliwo - walec z kana³em - pali siê ca³± powierzchni±. SR zaczyna pracowac ospale , z trudem wyrzuca gazy. Nagle jakby w SR nastêpowa³o "smarowanie" i gazy tak jakby bez wsi³ku zaczê³y opuszczaæ SR. Widoczne to te¿ by³o w metalowym silniku SR_POWER_150g.

Mam wra¿enie, ¿e przy ¶ciance wewn±trz silnika gazy zaczynaj± siê co raz szybciej przemieszczaæ ( zanim SR osi±gnie równowagê ) i byæ mo¿e to powoduje spadek ci¶nienia ( w tej okolicy ¶cianki korpusu silnika ). Czyli up³yw gazów przemieszcza siê od ¶cianek ( zmniejsza ci¶nienie i tarcie na tych ¶ciankach ) ku osi silnika. Z wielu prób mam wra¿enie , ¿e silnik z wk³adanym paliwem jest lepszy ( mo¿e mieæ cieñsze ¶cianki ). Z ¿ycia codziennego mogê daæ porównanie takie. Wci±gnijcie kartkê papieru spod szklanki herbaty : bardzo szybko i bardzo wolno Wink

Nie próbowa³em dociec co na to teoria. Opisujê moje w³asne spostrze¿enia. Ciekawi mnie sytuacja ( konstrukcja ) gdyby wewn±trz SR gazy "odklei³y" siê od ¶cianki przy ci¶nieniu p wewn±trz SR znacznie wiêkszym od p dopuszczalne. Mam jednak wra¿enie ,¿e mo¿e nast±piæ to pó¼niej ni¿ CATO silnika Wink . Ale korci mnie zap³on paliwa od zewn±trz walca. Tu¿ potem ( np. po 1/10 czasu pracy SR ) zapala siê kana³. Ech, tyle rzeczy warto by by³o przetestowaæ Rolling Eyes Rolling Eyes



Pozdr. A
Powrót do góry
QbaS



Do³±czy³: 19 Pa¼ 2005
Posty: 97
Sk±d: Z Internetu

PostWys³any: Pi± Lis 04, 2005 12:01 am    Temat postu: Odpowiedz z cytatem

PINOT napisa³:

S±dzê, ¿e 130 które wysz³o w obliczeniu to wielko¶æ w m/s. Ale temperatura jest niew³a¶ciwa - je¶li we¼miecie odpowiedni± temp. czyli tê w silniku (jakie¶ 2000 stopni) wynik bêdzie nieco sensowniejszy.


Witam.
Nie do koñca o to mi chodzi³o.
W przypadku posiadania gazu (niech kappa dla niego bêdzie 1.4) w temperaturze pokojowej (oko³o 293K) ci¶nieniu 400 psi mo¿emy rozprê¿aj±c go w dyszy uzyskaæ o wiele wiêksze prêdko¶ci ni¿ ta wyliczona 130 (niech bêdzie m/s)
Temperatura na wylocie z dyszy bêdzie ni¿sza gdy¿ przekszta³ceniu podlega cala energia zmagazynowana w gazie (nie tylko temperatura w K wchodzi w grê)

my¶lê, ¿e do rozwa¿añ naszych nale¿a³oby przyj±æ zasadê zachowania energii w uk³adzie zamkniêtym.

Ca³o¶æ jest jednak bardziej z³o¿ona (pomiñmy milczeniem wszelkie straty energii, choæby z powodu dysocjacji)

wydaje mi siê, i¿ temat jest bardziej z³o¿ony.
W³a¶nie analizuje sobie teorie
(http://exploration.grc.nasa.gov/education/rocket/shortr.html)

------------------------------------
Przepraszam za ewentualne moje lamerstwo.
Spa³em na wielu zajêciach ju¿ od szko³y podstawowej.
Je¿eli siê mylê proszê o sprostowanie.

Smile
Powrót do góry
Ogl±da profil u¿ytkownika Wy¶lij prywatn± wiadomo¶æ
QbaS



Do³±czy³: 19 Pa¼ 2005
Posty: 97
Sk±d: Z Internetu

PostWys³any: Nie Lis 06, 2005 1:13 am    Temat postu: Re: O efektywno¶ci paliw rakietowych Odpowiedz z cytatem

Tetrazen napisa³:

Wzór na max. prêd wylotow± gazów w dyszy:
Wmax=(2*kappa*R*T/kappa-1)^1/2

gdzie:
kappa - wyk³adnik adiabaty =
5/3 dla gazów o cz±st. jednoat.
7/5 dla gazów o cz±st. dwuat.
3/4 dla gazów o cz±st. trój i wiêcej at.

R - uniwersalna sta³a gazowa (=8,31451 kJ/mol*K)
T temp. (K)


No tak wszystko juz wiadomo.
R zosta³o podane w z³ej jednostce.
Powinni¶my przeliczyæ j± na J/kg*K
czyli dla powietrza wychodzi oko³o 286 (J/kg*K)
a z tego wynik (juz bez obliczeñ dla 20 C) 765,89 m/s
Jak ³atwo policzyæ jest to warto¶æ równa (oko³o) 2.25 Macha
(bardziej prawdopodobny ni¿ wynik poprzedni - 130 m/s)

QbaS.

ps. Czy stanowi to jednak maksimum ??

ps2.Wzór na prêdko¶æ d¼wiêku w gazie.

V = (kappa*R*T)^0.5
Powrót do góry
Ogl±da profil u¿ytkownika Wy¶lij prywatn± wiadomo¶æ
Wy¶wietl posty z ostatnich:   
Napisz nowy temat   Odpowiedz do tematu    Forum FORUMPIROTECHNICZNE.PL Strona G³ówna -> Paliwa rakietowe Wszystkie czasy w strefie CET (Europa)
Strona 1 z 1

 
Skocz do:  
Nie mo¿esz pisaæ nowych tematów
Nie mo¿esz odpowiadaæ w tematach
Nie mo¿esz zmieniaæ swoich postów
Nie mo¿esz usuwaæ swoich postów
Nie mo¿esz g³osowaæ w ankietach
Nie mo¿esz dodawaæ za³±czników na tym forum
Nie mo¿esz pobieraæ plików z tego forum


Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
Protected by Anti-Spam ACP