еще пара секунд к УИ химического РД

[fagot]

Очень рад за вас. Я всегда подозревал, что продукты сгорания истекают из сопла с температурой близкой к 0 градусов кельвина.  
А теперь, это вам наверное неизвестно, учитывая что удельная теплоемкость водяного пара при 3000 кельвинов составляет примерно 14 кДж/(кг*К) получим что килограмм пара при 3000 кельвинов содержит 21 мДж энергии. Так как по массе в продуктах сгорания он составляет лишь треть то для килограмма продуктов сгорания получим 4 мДж на углекислый газ плюс 7 мДж на водяной пар. Итого по самым скромным оценкам 33 мДж. Хотя имеющаяся у меня таблица дает большее значение. Ну ладно, в продуктах сгорания покинувших сопло остается еще 33 мДж на килограмм исходного керосина энергии.

Так по-вашему, продукты сгорания так при 3000 К и истекают ? И откуда взялись 33 МДж/кг ? Вам же объяснили, что теплота сгорания керосина приведена без учета массы кислорода, потраченного на его сжигание. Т.е. если сжечь кило керосина, то действительно выделится 40 МДж, но пойдут они на нагрев продуктов сгорания, масса которых складывается из массы керосина и кислорода, поэтому на килограмм продуктов сгорания прийдется всего около 10 МДж энергии, а у истекающих из сопла продуктов энергии гораздо меньше.
А вот эта формула v^2=(v0^2)+(2*T*P0*ln(P/P0))/(ro0*T0) кстати откуда взялась ?

[fagot]

Проблема в том, что зависимость логарифмическая. То есть для того чтобы приблизиться к теоретическому пределу надо брать сопло длиной в десятки световых лет. Че-то такое.

Диаметр должен быть бесконечным, а это влечет за собой бесконечную длину, хотя теоретически длина вообще роли не играет.

[zenixt]

[И откуда взялись 33 МДж/кг ? Вам же объяснили, что теплота сгорания керосина приведена без учета массы кислорода, потраченного на его сжигание.

Повнимательнее, повнимательнее. Вам же написано, 33мДж на кг исходного керосина.
 Ну что, с формулой разобрались? Чем она вам не нравится?
fagot:

Диаметр должен быть бесконечным, а это влечет за собой бесконечную длину, хотя теоретически длина вообще роли не играет.

Длина зависит от сечения
dL=m0*T*dP/(P*s*ro0*T0) откуда видно что сечение желательно делать переменным(функцией от длины), чтобы сделать длину сопла как можно меньше.

[fagot]

Повнимательнее, повнимательнее. Вам же написано, 33мДж на кг исходного керосина.

Все же в ракетной технике принято относить выделяющееся при горении тепло к массе топлива, а не горючего. А температура истекающих газов какая ?

Ну что, с формулой разобрались? Чем она вам не нравится?

Тем что для расчета теоретического УИ химического топлива применяется другая формула, а тут какая-то абракадабра.

[zenixt]

Тем что для расчета теоретического УИ химического топлива применяется другая формула, а тут какая-то абракадабра.

Не абракадабра. Если вы знакомы с ВУЗовским курсом высшей математики и физики, то без труда, заметьте, без труда, выведите эту формулу сами. Или привести вывод?
 А впрочем, наверное, не имеет смысла.

[fagot]

Не абракадабра. Если вы знакомы с ВУЗовским курсом высшей математики и физики, то без труда, заметьте, без труда, выведите эту формулу сами. Или привести вывод?
А впрочем, наверное, не имеет смысла.

Математика - царица наук, а арифметика - царица математики  Не особо я вышку любил, что поделаешь , арифметика мне больше нравится , и вот с применением последней и закона сохранения энергии получается, что если вся энтальпия продуктов сгорания превратится в кинетическую энергию, УИ лучших химических топлив едва ли превысит 500 секунд.

[zenixt]

Математика - царица наук, а арифметика - царица математики  

А, ну раз арифметика, то температура струи, вытекающей из РД, работающего на водороде и кислороде около 3 тысяч цельсиев. Для керосина че-то потерял. Думаю дальнейший спор бесполезен. Нужно доказывать на практике.
 Прикиньте на всякий случай по энтальпии сколько мдж/кг  находится в водяном паре, нагретом до 3 тысяч цельсиев.

[fagot]

А, ну раз арифметика, то температура струи, вытекающей из РД, работающего на водороде и кислороде около 3 тысяч цельсиев. Для керосина че-то потерял. Думаю дальнейший спор бесполезен. Нужно доказывать на практике.

Температура истекающей струи около тысячи цельсиев, доказано на теорией и практикой.:wink:  А 3 тысячи - это в камере. Так что дальнейший спор действительно бесполезен.

[zenixt]

Температура истекающей струи около тысячи цельсиев, доказано на теорией и практикой.:wink:  А 3 тысячи - это в камере. Так что дальнейший спор действительно бесполезен.

А вот что пишет по этому поводу Уманский С.П.

В реактивной струе двигателя, работающего на жидком кислороде и жидком водороде, газы мчатся со скоростью более 4 км/сек. Температура струи около 3 тысяч градусов.

Знаете, я его еще на откровенной брехне не поймал.
  А вот личный опыт. Нагревал металлический баллон с водой, пока в нем не поднималось давление до 30 атм. Пар из баллона вытекал свободно. Щупал на границе видимости. Горячий падла. Сунул в зону истечения тряпочку. Кипяток. Так что не знаю, что у вас за опыт. Еще для сопла с большим расширением может и соглашусь. Но тута надо для этого интеграл брать для P*dV при адиабатическом процессе. Но опять значения снижения температуры будут весьма условны, поскольку удельная теплоемкость пара отчень сильно зависит от температуры и давления.

[Старый]

Уманский или оговорился или имел в виду температуру заторможеного потока.

[X]

У пары Водород/Кислород теоретический у.и. порядка 4600 м/с
при давлении в камере 100атм , температуре в камере 2700К,
расширении сопла 100 (это немного) и температуре на срезе сопла всего 670К !
Так что нефиг тут теоретезировать, это все давно и много раз просчитано грамотными людьми.

[fagot]

А вот что пишет по этому поводу Уманский С.П.
Цитата:
В реактивной струе двигателя, работающего на жидком кислороде и жидком водороде, газы мчатся со скоростью более 4 км/сек. Температура струи около 3 тысяч градусов.

Знаете, я его еще на откровенной брехне не поймал.  
А вот личный опыт. Нагревал металлический баллон с водой, пока в нем не поднималось давление до 30 атм. Пар из баллона вытекал свободно. Щупал на границе видимости. Горячий падла. Сунул в зону истечения тряпочку. Кипяток. Так что не знаю, что у вас за опыт. Еще для сопла с большим расширением может и соглашусь. Но тута надо для этого интеграл брать для P*dV при адиабатическом процессе. Но опять значения снижения температуры будут весьма условны, поскольку удельная теплоемкость пара отчень сильно зависит от температуры и давления.

Уманский мог перепутать с температурой в камере сгорания. А сам я опытов естественно не проводил, это опыт двигателестроителей. Вы почитайте что-нибудь по теории РД и все станет понятно.

[мар]

Степень расширения 20-25 нормальная, а 100 - это чрезвычайно большая и нереальная...

[avmich]

Степень расширения 20-25 нормальная, а 100 - это чрезвычайно большая и нереальная...

20 - это по давлению? С 20 атмосфер в камере до 1 атмосферы на срезе - это мало. Это довольно примитивный двигатель.

Или по площади сечения потока? То есть, срез сопла в 4,5 раз больше диаметром, чем критика. Или, скажем, в 2-3 раза больше, чем камера. Тоже немного для профессионального ЖРД.

Думаю, степень расширения в 100 раз - вполне нормально.

[fagot]

Степень расширения 20-25 нормальная, а 100 - это чрезвычайно большая и нереальная...

Тогда все двигатели верхних ступенией - нереальные. :wink:

[Андрей Суворов]

У РД-119 геометрическая степень расширения больше ста, а газодинамическая - по давлению - 1360, емнип.

[zenixt]

Меня на другом форуме убедили, что температура изменяется по длине сопла. Так что виноват, завтра исправлюсь.
 Не у Уманского все тип топ. Там в топливе примеси, в камере сгорания 4500 цельсиев, а на выходе 3000 при нараужном давлении 1 атм. По формуле все сходится. Просто я кой чего не знал. :?

[fagot]

Меня на другом форуме убедили, что температура изменяется по длине сопла. Так что виноват, завтра исправлюсь.  
Не у Уманского все тип топ. Там в топливе примеси, в камере сгорания 4500 цельсиев, а на выходе 3000 при нараужном давлении 1 атм. По формуле все сходится. Просто я кой чего не знал. :?

А насчет теоретического УИ не убедили?:wink: Нет в топливе никаких примесей, просто в реальном двигателе применяют избыток горючего для повышения УИ. В камере 4500 разве что теоретически может быть, а из-за потерь на диссоциацию и избытка горючего - как раз около 3000. Кстати, что за формула?

[zenixt]

Ну что ж, против фактов не попрешь. Учтем в выражении
01. dP/P=ro0*T0*v*dv/(P0*T)  
 теперь уже известную мне зависимость температуры от давления в сопле
02. T=Tk*(p/pk)^((k-1)/k)
Подставим в (01) выражение (02), проинтегрируем и получим почти классическую формулу
v^2=v0^2+(2*R*T_k*(1-((P/P_k)^((n-1)/n))/((n-1)/n)
классическую за исключением элемента v0^2 - скорость, с которой газ поступает в сопло.
 Я исправился.

Однако для наглядности, а не для расчетов я оставил бы формулу для постоянной температуры в сопле
v^2=v0^2+(2*T*P0*ln(P/P0))/(ro0*T0)
потому что из нее следуют далеко идущие выводы, к которым невозможно прийти, не имея ее перед глазами.

[zenixt]

У пары Водород/Кислород теоретический у.и. порядка 4600 м/с
при давлении в камере 100атм , температуре в камере 2700К,
расширении сопла 100 (это немного) и температуре на срезе сопла всего 670К !
Так что нефиг тут теоретезировать, это все давно и много раз просчитано грамотными людьми.

А вот из справочника удельная теплота сгорания водорода составляет 142 МДж/кг. Так как в воде водород по массе составляет 1/9 то по формуле E=m*(v^2)/2 получим теоретический уи
v=sqr(2*142000000/9)=5617 м/сек.
 Но вы правильно теоретиков, правильно. А то мешают прошлогодний снег лепить.:mrgreen:
 А формула v^2=2*R*T_k*(1-((P/P_k)^((n-1)/n))/((n-1)/n чушь, так как не соответствует известным мне практическим фактам.