Детонационные двигатели и некоторые другие вопросы

[Старый]

Неправильно. Потенциальный УИ определяется из энтальпии, поэтому при стехиометрии он будет больше. Но при этом образуются высокие температуры,

Для водородных двигателей это непринципиально.

Энергия никуда не девается,

Имеет значение скорость струи. При одинаковой эмвэквадрат чем меньше эм тем больше вэ квадрат. Так что имеет значение абсолютное значение молекулярной массы.

[Старый]

Это в ЖРД? Температура определяется энтальпией химической реакции, давление тут ни причём.

Телекаст из тех гениальных изобретателей которые узнав что давление во фронте ударной волны больше чем в среде по которой она идёт, или что "удельный импульс" винтового или воздущно-реактивного двигателя больше чем ракетного, или что подъёмная сила крыла в разы больше чем лобовое сопротивление, так вот узнав об этом рождают гениальные изобретения как это использовать для полётов в космос.
 Предложение рассчитать и использовать удельный импульс асфальтового катка или применить детонацию в поршневых двигателях вызывают у них непонимание. Они не понимают при чём тут это.

[Старый]

А вопрос "почему же никто так не делает?" вызывает у них ответы от "не понимают физику" до "по привычке".

[telekast]

Давление ниже, уи такой же, либо чуть выше. 

А какой тогда смысл?

При меньшем давлении можно обойтись тонкими стенками и облегчить конструкцию.

А при бОльшем давлении должна быть выше скорость истечения, а значит тяга и пр., разве нет? 

Скорость истечения от давления в камере сгорания зависит слабо.

Да ладно! БОльшее давление в данном случае означает бОльшую температуру, а знасит бОльшую критическкю скорость, а значит бОльшую скорость истечения.
Имху

Это в ЖРД? Температура определяется энтальпией химической реакции, давление тут ни причём.

Дааление температура и обьем связанны, разве нет? Перепад давлений определяет характер течения газа. Давление в КС определяет тепловой кпд цикла. Никто же не делает жрд в виде паяльной лампы со времен ОР-1

[Старый]

У французов был опытный мотопланер с пуврд фирмы Snecma ...  Вот наглядный пример еще одного пути увеличения уи.

Я же вам говорил, джентльмены, что для гениального изобретателя что воздушно-реактивный что жидкостно-реактивный двигатель, что пульсирующий что детонационный - одно и то же. Зато использование детонации в двигателе внутреннего сгорания это другое!

[mihalchuk]

Дааление температура и обьем связанны, разве нет? Перепад давлений определяет характер течения газа. Давление в КС определяет тепловой кпд цикла. Никто же не делает жрд в виде паяльной лампы со времен ОР-1

В ЖРД по сути нет цикла. Там сжимаются жидкости, и энергия на их сжатие берётся из энергии топлива. Как бы вы не спекулировали с давлением и объёмом, энтальпия как была, так и осталась.

[vlad7308]

Вопрос - где я ошибся? Где у РД холодильник, через который сбрасывается waste heat?

В первую очередь "холодильником" является непосредственно рабочее тело. Ведь его температура на выходе вовсе не нулевая...

а какова температура рабочего тела на срезе вакуумного сопла?
Или, точнее, каков КПД вакуумного сопла?

Я считал его очень высоким, опять же за 90%. Если оно значительно ниже, то тогда понятно, где у меня ошибка.

[telekast]

Дааление температура и обьем связанны, разве нет? Перепад давлений определяет характер течения газа. Давление в КС определяет тепловой кпд цикла. Никто же не делает жрд в виде паяльной лампы со времен ОР-1

В ЖРД по сути нет цикла. Там сжимаются жидкости, и энергия на их сжатие берётся из энергии топлива. Как бы вы не спекулировали с давлением и объёмом, энтальпия как была, так и осталась.

Тепловые даигатели "без цикла"  не работают. В жрд цикл Брайтона. Энтальпия как бвла, как и есть не только в жрд(что удивительно). Использовать ее можно по разному. Хочешь в дааление хочешь в скорость потока и тд. Причем одни параметры могут переходить в другие. А энтальпия при этом" как бвла, так и осталась"
Имху

[Старый]

Тепловые даигатели "без цикла"  не работают. В жрд цикл Брайтона.

По циклу Брайтона работают воздушно-реактивные двигатели. 
 А какой по твоему цикл в РДТТ?

[Serge V Iz]

Вопрос - где я ошибся? Где у РД холодильник, через который сбрасывается waste heat?

В первую очередь "холодильником" является непосредственно рабочее тело. Ведь его температура на выходе вовсе не нулевая...

а какова температура рабочего тела на срезе вакуумного сопла?

Для оценки +-полсапога - картинка из учебного пособия:
Вы не можете просматривать это вложение.

[mihalchuk]

Вопрос - где я ошибся? Где у РД холодильник, через который сбрасывается waste heat?

В первую очередь "холодильником" является непосредственно рабочее тело. Ведь его температура на выходе вовсе не нулевая...

а какова температура рабочего тела на срезе вакуумного сопла?
Или, точнее, каков КПД вакуумного сопла?

Я считал его очень высоким, опять же за 90%. Если оно значительно ниже, то тогда понятно, где у меня ошибка.

По-разному, в зависимости от степени расширения. Для высотных 500-600К - хорошо, бывает и меньше.

[Старый]

По-разному, в зависимости от степени расширения. Для высотных 500-600К - хорошо, бывает и меньше.

Температура это энергия хаотического (теплового) движения молекул. Энергия направленного движения молекул это не температура.

[vlad7308]

Вопрос - где я ошибся? Где у РД холодильник, через который сбрасывается waste heat?

В первую очередь "холодильником" является непосредственно рабочее тело. Ведь его температура на выходе вовсе не нулевая...

а какова температура рабочего тела на срезе вакуумного сопла?
Или, точнее, каков КПД вакуумного сопла?

Я считал его очень высоким, опять же за 90%. Если оно значительно ниже, то тогда понятно, где у меня ошибка.

По-разному, в зависимости от степени расширения. Для высотных 500-600К - хорошо, бывает и меньше.

ну то есть если температура в КС например 4000К, то выходит, что примерно 85-88% внутренней энергии газа преобразовывается в кинетическую энергию потока. Это и есть КПД сопла, грубо говоря. Так?

Тогда отнимаем еще немного на газификацию топлива и совсем чепуховые тепловые потери в иных частях двигателя, и получаем, что КПД хорошего вакуумного РД (без учета нестехиометрического соотношения компонентов и неполного сгорания) должен быть в районе 80%, где львиная доля потерь приходится на неидеальность сопла.
Ну да, согласен, 80% - это не 90%.

[vlad7308]

Для оценки +-полсапога - картинка из учебного пособия:

Ага. На картинке - РД с очень низким кпд, с температурой на срезе сопла всего вдвое меньше температуры в КС. Если я ее правильно понимаю.

[Serge V Iz]

Для оценки +-полсапога - картинка из учебного пособия:

Ага. На картинке - РД с очень низким кпд, с температурой на срезе сопла всего вдвое меньше температуры в КС. Если я ее правильно понимаю.

Если быть честным до конца - абсолютно правильно. Но если руководствоваться привычкой/традицией/практикой оценок характеристик этого типа ЖРД, то изображён довольно таки неплохой образец.

Увы )

[Serge V Iz]

примерно 85-88% внутренней энергии газа преобразовывается в кинетическую энергию потока.

(Тоже для оценок +- полсапога). Можно озадачиться вопросом - а каковы шансы у молекулы рабочего тела, имеющей температуру Т (то есть скорость v) встретиться со стенкой сопла, чтобы сообщить ей, стенке, свой импульс. Если сия среднестатистическая молекула находится в потоке, движущемся вдоль сопла со скоростью 3000 м/с, и стенка, следовательно, удаляется от нее со скоростью синуса местного угла полураствора профиля сопла.

[mihalchuk]

а какова температура рабочего тела на срезе вакуумного сопла?
Или, точнее, каков КПД вакуумного сопла?

Я считал его очень высоким, опять же за 90%. Если оно значительно ниже, то тогда понятно, где у меня ошибка.

По-разному, в зависимости от степени расширения. Для высотных 500-600К - хорошо, бывает и меньше.

ну то есть если температура в КС например 4000К, то выходит, что примерно 85-88% внутренней энергии газа преобразовывается в кинетическую энергию потока. Это и есть КПД сопла, грубо говоря. Так?

Тогда отнимаем еще немного на газификацию топлива и совсем чепуховые тепловые потери в иных частях двигателя, и получаем, что КПД хорошего вакуумного РД (без учета нестехиометрического соотношения компонентов и неполного сгорания) должен быть в районе 80%, где львиная доля потерь приходится на неидеальность сопла.
Ну да, согласен, 80% - это не 90%.

"Если". Обычно в КС для керосина 3800. Ну и надо смотреть, что к-т теплоёмкости немного зависит от температуры. Так да, у высотных сопел бывает за 80. Потери на неидеальность (трение) максимум 1-2%. КПД недобирается из-за ограничения степени расширения сопла. Нужно очень большое сопло, в идеале - бесконечное, тогда можно выбрать по-максимуму. Для 90% кпд геометрическая степень расширения около 200 и выше.

[mihalchuk]

Неправильно. Потенциальный УИ определяется из энтальпии, поэтому при стехиометрии он будет больше. Но при этом образуются высокие температуры,

Для водородных двигателей это непринципиально.

Принципиально? Существенно везде, где уходят от стехиометрии, включая водород.

Энергия никуда не девается,

Имеет значение скорость струи. При одинаковой эмвэквадрат чем меньше эм тем больше вэ квадрат. Так что имеет значение абсолютное значение молекулярной массы.

Это школьная термодинамика. Типа мы берём разные газы и нагреваем. В реалиях у нас топлива, и за продуктами сгорания закреплена определённая энергия, которую определяют из энтальпии. То есть, и молекулярный состав, и энергия сгорания известны. Так что первое, что делают - смотрят на энтальпию.

[Старый]

Но при этом образуются высокие температуры,

Для водородных двигателей это непринципиально.

Принципиально? Существенно везде, где уходят от стехиометрии, включая водород.

Высокие температуры не принципиальны так как водород - хороший охладитель. Поэтому от стехиометрии уходят исключительно ради повышения УИ.

[Старый]

Это школьная термодинамика. Типа мы берём разные газы и нагреваем. В реалиях у нас топлива, и за продуктами сгорания закреплена определённая энергия, которую определяют из энтальпии. То есть, и молекулярный состав, и энергия сгорания известны. Так что первое, что делают - смотрят на энтальпию.

В топливах для ЖРД смотрят на удельный импульс который возможно получить. Всё остальное вторично. И он не всегда пропорционален энтальпии.