вопрос про ЖРД

[goran d]

Если смотреть на ракеты - у них болбшое "пламя" снизу

Нелзя ли сделать жрд который будет разширять горячии газы до такой степени чтоб они были холодные (правда тогда наверно очень большой ЖРД будет)

[Старый]

Можно. Только тогда газы прийдётся расширять до давления существенно меньше атмосферного. И в атмосфере двигатель работать не сможет.

 Размер пламени при старте, кстати, вещь кажущаяся. Обычно "пламя" вызвано свечением несгоревших частиц топлива. А они твёрдые и потому не расширяются.
 У двигателей которые не дают таких частиц, например водородных и даже гептиловых, пламя не шибко то большое а то и совсем не видно.

[Андрей Суворов]

Да, светятся в основном керосинки, у которых наивыгоднейший альфа (коэффициент избытка окислителя) заметно меньше единицы. Дело в том, что при окислении углерода до СО2 больше энерговыделение, но больше и температура, а, значит, и потери на диссоциацию, и больше средняя молекулярная масса газа. А при окислении только до СО этих потерь нет и мю меньше, поэтому максимум удельного импульса керосин-кислородных двигателей приходится на 0,75..0,8, а у других топливных пар на 0,9..0,95, там нету сажи, и нету, поэтому, яркого свечения.

Водород - отдельная статья. У него вообще нечему светиться, и, хотя максимум УИ приходится на альфа чуть ли не половина, пламя было бы почти невидимым, если бы не одно "но" - у "Дельты-4" абляционное охлаждение, и это аблирующее покрытие поставляет массу всего, что может светиться. Поэтому факел RS-68 так радикально отличается от факела SSME

[Старый]

А самое светятся твердотопливники. Чем и пугают народ.

[frost_ii]

Если смотреть на ракеты - у них болбшое "пламя" снизу

Нелзя ли сделать жрд который будет разширять горячии газы до такой степени чтоб они были холодные (правда тогда наверно очень большой ЖРД будет)

Нельзя. Суть ЖРД - выброс рабочего тела с максимальной скоростью, а температура газа - это мера энергии молекул. Чем выше скорость газа - тем больше энергия молекул, соответственно - тем выше температура.

[Андрей Суворов]

Если смотреть на ракеты - у них болбшое "пламя" снизу

Нелзя ли сделать жрд который будет разширять горячии газы до такой степени чтоб они были холодные (правда тогда наверно очень большой ЖРД будет)

Нельзя. Суть ЖРД - выброс рабочего тела с максимальной скоростью, а температура газа - это мера энергии молекул. Чем выше скорость газа - тем больше энергия молекул, соответственно - тем выше температура.

А вот и нет, а вот и нет!!! Температура - мера ХАОТИЧЕСКОГО движения. Упорядоченное движение к температуре отношения не имеет. Идеальное сопло должно давать газ, в котором вообще нет радиального движения молекул. Только вдоль струи.

[frost_ii]

А вот и нет, а вот и нет!!! Температура - мера ХАОТИЧЕСКОГО движения. Упорядоченное движение к температуре отношения не имеет. Идеальное сопло должно давать газ, в котором вообще нет радиального движения молекул. Только вдоль струи.

Обычные ЖРД, работающие в атмосфере в том числе, создают струю газа, в которой хаотическое движение молекул очень мало, и соответсвует температуре буквально в единицы кельвинов (если мне на слово не верите - глянте Алемасова, там написано). Однако упорядоченное движение - очень велико (в смысле - скорость очень большая - ну, Вы меня поняли ).
Существует такой термин - температура торможения. Научное определение такое

температура в рассматриваемой точке потока газа, определяемая расчетом в предположении адиабатного торможения газа в этой точке до нулевой скорости. Температура торможения больше температуры набегающего потока на величину, которую называют динамической добавкой.

Так вот - температура торможения струи газа из ЖРД очень велика. Как Вы понимаете - чем больше, тем лучше. Сталкиваясь с воздухом, струя газа тормозиться и далее происходят всё явления по вышеприведённому определению. Вся энергия, которая выделилась в камере сгорания, и которую преобразовали в кинетическую энергию струи газа, за срезом сопла переходит в тепло и это неизбежно.

[Старый]

Нельзя. Суть ЖРД - выброс рабочего тела с максимальной скоростью, а температура газа - это мера энергии молекул. Чем выше скорость газа - тем больше энергия молекул, соответственно - тем выше температура.

Фрост, вы меня потрясли второй раз. Где вы набрались таких представлений? Прочитали где или сами додумались?

[Старый]

Обычные ЖРД, работающие в атмосфере в том числе, создают струю газа, в которой хаотическое движение молекул очень мало, и соответсвует температуре буквально в единицы кельвинов

Всё, вы меня убили...

(если мне на слово не верите - глянте Алемасова, там написано).

:shock:  :shock:  :shock:  Какая страница?

[Старый]

Так вот - температура торможения струи газа из ЖРД очень велика. Как Вы понимаете - чем больше, тем лучше. Сталкиваясь с воздухом, струя газа тормозиться и далее происходят всё явления по вышеприведённому определению. Вся энергия, которая выделилась в камере сгорания, и которую преобразовали в кинетическую энергию струи газа, за срезом сопла переходит в тепло и это неизбежно.

Ясненько. То есть у водородных движков струя просто плохо сталкивается с воздухом... Этому тоже Алемасов вас научил?

[Дем]

Да, светятся в основном керосинки, у которых наивыгоднейший альфа (коэффициент избытка окислителя) заметно меньше единицы. Дело в том, что при окислении углерода до СО2 больше энерговыделение, но больше и температура, а, значит, и потери на диссоциацию, и больше средняя молекулярная масса газа. А при окислении только до СО этих потерь нет и мю меньше, поэтому максимум удельного импульса керосин-кислородных двигателей приходится на 0,75..0,8, а у других топливных пар на 0,9..0,95, там нету сажи, и нету, поэтому, яркого свечения.

В атмосфере ещё один эффект накладывается - "сладкая" струя догорает в кислороде воздуха. С соответствующими эффектами

[Андрей Суворов]

Я даже отвечать не буду. Глупо.

[Старый]

В атмосфере ещё один эффект накладывается - "сладкая" струя догорает в кислороде воздуха. С соответствующими эффектами

Само догорание СО вобщем то не сильно добавляет яркости.
 Светятся при догорании частички сажи. Особенно это заметно у Сатурна-5. У него при выходе из сопла струя окружена слоем чёрного дыма состоящего в основном из сажи. Он и даёт яркое пламя по размеру раза в два превышающее саму ракету. Такая же вещь у Торов и старых Атласов, естественно без ТТУ. Там правда турбинный газ не вдувается в сопло а выбрасывается через патрубок но общую окраску пламени он всё равно даёт.
 А у керосиновых ракет с дожиганием, например Зенита, пламя уже совсем не такое большое и яркое. Хотя конечно догорание СО делает своё дело.

[frost_ii]

Я даже отвечать не буду. Глупо.

Да не отвечайте. Просто для себя рассчитайте баланс энергии, хотя бы для водородного двигателя (проще будет) - сколько энергии выделяется в процессе сгорания водорода, сколько уходит в виде кинетической энергии и сколько остаётся на ХАОТИЧЕСКОЕ движение, и какая после этого будет температура газа. :lol:

И ещё, в свете вновь открывшихся обстоятельств, объясните мне пожалуйста пару снимков,
вот этот -

Тут хорошо видно, что свечение пламени за Протоном неравномерно. По Вашему получается, что выхлоп должен постепенно остывать и самая горячая точка - непосредственно за срезом сопла. Соответственно интенсивность свечения должна убывать более-менее равномерно, а оно - нарастает волнами...

И этот (качество, правда хреновое, но какой нашёл).

Известный факт - при старте лунной кабины пламени из двигателя - не видно. С чего бы это?

[Старый]

И ещё, в свете вновь открывшихся обстоятельств, объясните мне пожалуйста пару снимков,
вот этот -

Тут хорошо видно, что свечение пламени за Протоном неравномерно. По Вашему получается, что выхлоп должен постепенно остывать и самая горячая точка - непосредственно за срезом сопла. Соответственно интенсивность свечения должна убывать более-менее равномерно, а оно - нарастает волнами...

Вобщето откуда неравномерности свечения струи хорошо известно. Но интересно для начала выслушать вашу версию.

И этот (качество, правда хреновое, но какой нашёл).

Известный факт - при старте лунной кабины пламени из двигателя - не видно. С чего бы это?

С того же с чего и у всех двигателей.

[Старый]

Да не отвечайте. Просто для себя рассчитайте баланс энергии, хотя бы для водородного двигателя (проще будет)

Так, так... А где ж обещаный Алемасов?

[frost_ii]

Вобщето откуда неравномерности свечения струи хорошо известно. Но интересно для начала выслушать вашу версию.

Я первый спросил.  Я привёл факт, несоответствующий Вашей теории о максимальной температуре на срезе сопла. Прошу объяснить.

Про баланс энергии предпочли скромно умолчать?

С того же с чего и у всех двигателей.

У каких у всех? У Протона - вижу, у ЛК - не вижу. Состав топлива примерно одинаков.

[Андрей Суворов]

Я даже отвечать не буду. Глупо.

Да не отвечайте. Просто для себя рассчитайте баланс энергии, хотя бы для водородного двигателя (проще будет) - сколько энергии выделяется в процессе сгорания водорода, сколько уходит в виде кинетической энергии и сколько остаётся на ХАОТИЧЕСКОЕ движение, и какая после этого будет температура газа. :lol:

Ну, рассчитал. Получилось 700 кельвинов для атмосферного движка (при степени расширения 1:250 и давлении на срезе 0,8 атмосферы) и 350 кельвинов для вакуумного. Дальше что?

[Гость 22]

Тут хорошо видно, что свечение пламени за Протоном неравномерно. По Вашему получается, что выхлоп должен постепенно остывать и самая горячая точка - непосредственно за срезом сопла. Соответственно интенсивность свечения должна убывать более-менее равномерно, а оно - нарастает волнами...

Известный факт - при старте лунной кабины пламени из двигателя - не видно. С чего бы это?

А вот такая картинка Вам о чем-нибудь говорит?



Взято здесь

[frost_ii]

Ну, рассчитал. Получилось 700 кельвинов для атмосферного движка (при степени расширения 1:250 и давлении на срезе 0,8 атмосферы) и 350 кельвинов для вакуумного. Дальше что?

Многовато. Неправильно. Вы, похоже, не учли нескольких факторов.
1. Баланс энергии нужно рассчитывать от температуры кипения компонентов.
2. Теплоёмкость газа зависит от температуры.
3. КПД движка - не 100%.

но даже если так. 700К = 427C. Это температура паяльника. Вы паяльник в руках держали? Свечение видели?

На фотографии пламени Шаттла видим факелы голубого цвета. Это соответсвует температуре примерно

T = b / lambda ~ 12 000 К...

Из коих 700 мы, с горем пополам, нашли
Откуда взялись остальные 11300 К ?