Детонационные двигатели и некоторые другие вопросы

[Старый]

dmdimon пишет: 
вы для работы компрессора жжете горючее с окислителем. Предположим, это кислород-водород. На выходе - вода. Вот эту воду, которую никто не вез просто так, сгорание в нее уже отдало свою энергию двигателю в виде раскручивания турбины - ее мы и впрыскиваем в фокус. Там она обжимается ударной волной и в виде кумулятивной струи выбрасывается через сопло. В чем проблема?

Эта вода - пар. И лучшее что может эта вода с собой сделать это используя выделившееся при её образовании тепло разогнаться до кинетической энергии равной теплоте её образования. 
 Энергия потраченная на раскручивание турбины никуда не делась, она в насосах возвратилась этой же воде. 
 Если мы водяной пар не разгоняем за счёт расширения в сопле а делаем с ним чтото другое то мы только ухудшаем общий КПД. 

[dmdimon]

ок. Давайте рассмотрим двигатель в сборе (включая насосы, сопло и прочую фигню) как черный ящик. КПД двигателя будет определяться отношением энергии, запасенной в компонентах топлива, к кинетической энергии реактивной струи. Так?
при этом тепловая энергия струи - чистые потери, снижающие КПД. Так?

рассмотрим сферического коня в вакууме для простоты.

предположим, 5% вещества(продуктов сгорания по факту) истекает у нас со скоростью втрое выше и температурой вчетверо ниже, чем основной поток. Эта порция уносит в девять раз больше энергии в виде кинетики и вчетверо меньше - в виде тепла, чем основной поток.
Естественно, за счет энергии основного потока.
Для сферического коня в вакууме это так?


едем дальше.
Получается, двигатель у нас отдает энергию, запасенную в топливной паре, в два потока, с разными КПД.
КПД основного потока - стандартный для ЖРД (обычное истечение через сопло)
КПД кумулятивного потока - существенно выше, т.к. отношение кинетической энергии к тепловой в нем намного выше.
суммарный КПД этих двух потоков - соответственно тоже выше, чем стандарт.

Что не так?

[Старый]

dmdimon пишет:
предположим, 5% вещества(продуктов сгорания по факту) истекает у нас со скоростью втрое выше и температурой вчетверо ниже, чем основной поток. Эта порция уносит в девять раз больше энергии в виде кинетики и вчетверо меньше - в виде тепла, чем основной поток.
Естественно, за счет энергии основного потока.
Для сферического коня в вакууме это так?

Не предположим. Вещество кумулятивной струи будет горячим. Его ж сжимала ударная волна. 

Что не так?

Не так то что все изложенные мною ранее соображения справедливы опять же "при прочих равных". Для реактивной струи важна не кинетическая энергия а импульс. Кинетическая энергия как цель выбирается потому что в обычных ракетных двигателях скорость одна и та же и в формуле кинетической энергии и в формуле импульса. Поэтому увеличивая кинетическую энергию мы увеличиваем и импульс. 
 Если сделать как вы говорите то
1. В первом случае тонна рабочего тела выбрасывается со скоростью 3 км/с, импульс 3 млн килограммометроввсекунду. 
2. Во втором случае 50 кг выбрасывается со скоростью 9 км/сек, импульс полмилиона килограммометроввсекунду и остальная тонна выходит пусть 1 км/сек, импульс 1 млн кгмс.. 
 В итоге в первом случае импульс 3 млн, во втором - полтора. В два раза меньше. Неслабый "эффект" вы получили передав всю энергию небольшой части рабочего тела? 

Это потому что в формуле кинетической энергии скорость стоит в квадрате а в формуле импульса - в первой степени. Вам это уже говорили но вы не смогли понять. Поэтому и выгодно брать максимальную массу рабочего тела и не нагревая отбрасывать его с минимальной скоростью. Например земной шар копытами лошади или воздух винтом самолёта. И вам ведь это уже объясняли. И вы опять ничего не поняли и опять начали изобретать с точностью до наоборот - разгонять минимальную массу до максимальной скорости. Вы не понимаете самых основ физики и поэтому ваши представления соответствуют действительности с точностью до наоборот. 

[dmdimon]

Старый пишет:

dmdimon пишет:
предположим, 5% вещества(продуктов сгорания по факту) истекает у нас со скоростью втрое выше и температурой вчетверо ниже, чем основной поток.

Не предположим. Вещество кумулятивной струи будет горячим. Его ж сжимала ударная волна.

Ошибаетесь. Реально измеренная температура кумулятивной струи как раз 600-800 по цельсию, при этом разогрев происходит из-за внутреннего трения меди в квазижидком состоянии. Время взаимодействия слишком мало для разогрева материала струи "снаружи". Вязкость воды существенно ниже, чем квазижидкой меди - соответственно и разогрев будет заведомо ниже, но я взял для верности именно реальную температуру, т.е. заведомо ее завысил.

Что не так?

Если сделать как вы говорите то
1. В первом случае тонна рабочего тела выбрасывается со скоростью 3 км/с, импульс 3 млн килограммометроввсекунду.
2. Во втором случае 50 кг выбрасывается со скоростью 9 км/сек, импульс полмилиона килограммометроввсекунду и остальная тонна выходит пусть 1 км/сек, импульс 1 млн кгс.

Вот эта скорость, 1 км/с, она откуда взялась? Как-то посчитана? Из головы просто? Все ведь в нее упирается, верно?
если посчитать чисто по кинетике - то первый случай дает 4,5 ГДж, во втором случае - 2,5 ГДж, т.е. практически половину энергии в вашей прикидке вы куда-то дели. Угу? При том, что интегрально температура в первом случае выше, т.е. кинетика во втором должна быть выше для равной общей энергии.
Если мы игнорим температуру, чисто для оценки, то скорость остальных 950 кг должна быть 2282,66 м/с, вроде как.


Давайте еще раз, с черным ящиком и импульсом.
Химическая энергия выходит у нас в виде полезного импульса и паразитной тепловой энергии. В описанном мной случае количество паразитной тепловой энергии очевидно меньше. Соответственно, суммарный импульс - выше и общий КПД - тоже выше.
Теперь все так?

давайте еще красивее сделаем для наглядности. Пусть у нас температура кумулятивной струи будет вчетверо ниже, а скорость - ровно вдвое выше. И пусть (для наглядности) у нас 999,999 кг истекает как струя и остальные 0,001 кг - как обычно. Теперь моя мысль достаточно ясна?

Я как-бы не ради битвы, а чтобы разобраться. Ведь если речь идет о детонационном двигателе, то там и эффект кумуляции можно получить.

[mihalchuk]

Задача на знание ЗСИ и ЗСЭ. Школьный курс, чего тут разъяснять.
Возьмите для примера кислородно-водородное топливо, одну тонну,, 12,5 МДж/кт.. УИ реального водородника известен. Посчитайте всю энергию, и передайте её всю 10% массы. Остальные 90% отбрасывайте с 0-й скоростью. Из этого посчитайте среднюю скорость и сделайте выводы.

[Старый]

dmdimon пишет: 
 Ошибаетесь. Реально измеренная температура кумулятивной струи как раз 600-800 по цельсию, при этом разогрев происходит из-за внутреннего трения меди в квазижидком состоянии.

Вы обжимаете медь или тот же газ который в камере сгорания? Определитесь. 

Вот эта скорость, 1 км/с, она откуда взялась? Как-то посчитана? Из головы просто? Все ведь в нее упирается, верно?

Взята она оттуда что вы 90% энергии отдали 50 кг вещества. А 10-ю процентами разгоняете остальные 950 кг. Таким образом его кинетическая энергия будет в 10 раз меньше, корень из 10 примерно 3, таким образом вместо 3 км/с скорость будет примерно 1 км/с. Что тут считать то? 

если посчитать чисто по кинетике - то первый случай дает 4,5 ГДж, во втором случае - 2,5 ГДж, т.е. практически половину энергии в вашей прикидке вы куда-то дели.

Бедолага, кинетическая энергия пропорциональна КВАДРАТУ скорости. Ваша струя из 5% вещества унесла 90% энергии. Вы же сами это сказали. 
Напишите формулы и посмотрите.  100% энергии разгоняют 100% рабочего тела до 3 км/с. 10% энергии разгонят 95% рабочего тела ну, до скольки км/с? 

 Угу? При том, что интегрально температура в первом случае выше, т.е. кинетика во втором должна быть выше для равной общей энергии.
Если мы игнорим температуру, чисто для оценки, то скорость остальных 950 кг должна быть 2282,66 м/с, вроде как.

Вы не просто не делаете расчётов. вы не понимаете смысла слов которые произносите. 

Давайте еще раз, с черным ящиком и импульсом.
Химическая энергия выходит у нас в виде полезного импульса и паразитной тепловой энергии.

НЕТ! Полезная энергия выходит у нас в виде кинетической ЭНЕРГИИ. Энергии а не импульса. 
Вы не отличаете энергию от импульса и берётесь изобретать реактивные двигатели. 

 В описанном мной случае количество паразитной тепловой энергии очевидно меньше. Соответственно, суммарный импульс - выше и общий КПД - тоже выше.
Теперь все так?

Конечно нет. В вашей схеме суммарный импульс в два раза меньше чем в обычной. 

давайте еще красивее сделаем для наглядности. Пусть у нас температура кумулятивной струи будет вчетверо ниже, а скорость - ровно вдвое выше. И пусть (для наглядности) у нас 999,999 кг истекает как струя и остальные 0,001 кг - как обычно. Теперь моя мысль достаточно ясна?

Ну это только если вы изобретёте вечный двигатель который сообщит струе кинетическую энергию раза в 3 раза больше чем её содержалось в топливе. Другими способами увеличить скорость струи вдвое никак не получится. То что вы несёте такое, а также то что вы в данном случае упоминаете о температуре струи указывает лишь на то что вы не просто не понимаете основ физики но даже не понимаете смысла слов которые говорите. 

Я как-бы не ради битвы, а чтобы разобраться. Ведь если речь идет о детонационном двигателе, то там и эффект кумуляции можно получить.

Блин. 
1. Говорить об эффекте кумуляции в детонационном двигателе может только тот кто в этой куммуляции ни ухом ни рылом.
2. Разгоняя одну часть рабочего тела за счёт торможения другой вы только ухудшите ситуацию так как уменьшите общий импульс. 

Я вам только что подробнейшим образом объяснил почему это так. Вы не смогли понять ни слова. Имеет ли смысл вам продолжать чтото объяснять? Я что - магнитофон, чтоли? Если вы действительно хотите разобраться то ничего не мешает вам перечитать мои сообщения необходимое количество раз пока не дойдёт. 

[dmdimon]

Старый, вы написали много букв, вот только посчитать не озаботились. даже прикинуть. даже задуматься не захотели.

Если температура тела станет вчетверо ниже, а скорость - вдвое выше - как изменится сумма его тепловой и кинетической энергии? А импульс?

[dmdimon]

mihalchuk пишет:
Задача на знание ЗСИ и ЗСЭ. Школьный курс, чего тут разъяснять.
Возьмите для примера кислородно-водородное топливо, одну тонну,, 12,5 МДж/кт.. УИ реального водородника известен. Посчитайте всю энергию, и передайте её всю 10% массы. Остальные 90% отбрасывайте с 0-й скоростью. Из этого посчитайте среднюю скорость и сделайте выводы.

что с температурами этих масс? Задача очевидна только при исключении температур. Я, вообще-то, писал - вчетверо холоднее и вдвое быстрее. Школьный курс, чего уж там.

[dmdimon]

Старый пишет:
В вашей схеме суммарный импульс в два раза меньше чем в обычной.

то-есть если из сопла газ будет истекать в том-же количестве, но вдвое быстрее - это вдвое уменьшит импульс? Я худею, дорогая редакция. Прямо на глазах.

Давайте еще раз.
вот черный ящик. С одной стороны в него входят компоненты топлива, тонна. С другой вылетает реактивная струя (содержащая всю энергию топлива) с температурой ну пусть 3200 К и скоростью ну пусть 4200 м/с - та-же тонна

вот другой черный ящик. С одной стороны в него входят компоненты топлива, тонна. С другой вылетает две реактивных струи (содержащих всю энергию топлива)
1) реактивная струя с температурой 3200 К и скоростью 4200 м/с - 1 (один) грамм
2) реактивная струя с температурой 800 К и скоростью 8400 м/с - 999,999 килограмм

расскажите мне, почему первый черный ящик даст больший момент движения, чем второй. Больший КПД. Больший УИ. покажите в цифрах

[korund]

Leonar пишет:

dmdimon пишет:
причем не передается на стенки камеры сгорания

А как тогда мы третьезаконитьньютоном будем?

Да это классика современного тролинга....
Чтобы поставить дятла, стучащего по клавишам, на место нужно сослаться на еврея...

[korund]

dmdimon пишет:
объясните - какой именно КПД будет близок к 100%? Как в данном случае вы его считаете?

Очень просто:
Берём топливо окислитель (при температурах кипения (каждый в отдельности) при давлении 1 атмосфера) Закрываем их в определённом объёме и поджигаем. Даём возможность свободно газу расширится по бесконечному цилиндру в вакуум (без теплообмена с окружающей средой и стенками цилиндра) вплоть до точки конденсации продуктов горения. Мерим импульс всех молекул продуктов горения. Делим импульс на массу изначальной смеси. Результат приравниваем к 100%.
А какой ещё может быть коэффициент ПОЛЕЗНОГО действия у ЖРД???
Смысл слова ПОЛЕЗНЫЙ объяснять тоже надо?

[mihalchuk]

dmdimon пишет:

mihalchuk пишет:
Задача на знание ЗСИ и ЗСЭ. Школьный курс, чего тут разъяснять.
Возьмите для примера кислородно-водородное топливо, одну тонну,, 12,5 МДж/кт.. УИ реального водородника известен. Посчитайте всю энергию, и передайте её всю 10% массы. Остальные 90% отбрасывайте с 0-й скоростью. Из этого посчитайте среднюю скорость и сделайте выводы.

что с температурами этих масс? Задача очевидна только при исключении температур. Я, вообще-то, писал - вчетверо холоднее и вдвое быстрее. Школьный курс, чего уж там.

Пусть будет абсолютный ноль.

[korund]

dmdimon пишет:
рассмотрим сферического коня в вакууме для простоты.

Вот эту воду, которую никто не вез просто так, сгорание в нее уже отдало свою энергию двигателю в виде раскручивания турбины - ее мы и впрыскиваем в фокус.
....
Давайте еще раз.
вот черный ящик.
вот другой черный ящик

По моему димон окончательно сошёл с ума....
(Его разум не принадлежит его голове)

[dmdimon]

mihalchuk пишет:

dmdimon пишет:
 что с температурами этих масс? Задача очевидна только при исключении температур. Я, вообще-то, писал - вчетверо холоднее и вдвое быстрее. Школьный курс, чего уж там.

Пусть будет абсолютный ноль.

смотрите выше мою цитату. при исключении температуры ваш вопрос не имеет отношения к тому, о чем пишу я. Ответ на ВАШ вопрос тривиален - импульс меняется по линейному закону, кинетическая энергия - по квадратичному. Только, повторюсь, ваш вопрос не имеет отношения к тому, что я написал.

Для ясности напишу еще раз:
температура ниже вчетверо, скорость выше вдвое. У тех 10% массы, о которых вы пишете в оригинальном посте.


Какие-то проблемы в этом случае есть?

[dmdimon]

korund пишет:

dmdimon пишет:
объясните - какой именно КПД будет близок к 100%? Как в данном случае вы его считаете?

Очень просто:
Берём топливо окислитель (при температурах кипения (каждый в отдельности) при давлении 1 атмосфера) Закрываем их в определённом объёме и поджигаем. Даём возможность свободно газу расширится по бесконечному цилиндру в вакуум (без теплообмена с окружающей средой и стенками цилиндра) вплоть до точки конденсации продуктов горения. Мерим импульс всех молекул продуктов горения. Делим импульс на массу изначальной смеси. Результат приравниваем к 100%.
А какой ещё может быть коэффициент ПОЛЕЗНОГО действия у ЖРД???
Смысл слова ПОЛЕЗНЫЙ объяснять тоже надо?

Загляните на dic.academic.ru - там в соответствующей статье есть ТРИ варианта КПД ЖРД ни один с вашим не совпадает, объясните им, как они неправы.

[korund]

Это вы идите....

[dmdimon]

Я уже ходил.
расскажите мне, что случится с КПД, моментом, УИ у ЖРД, 10% выхлопа которого будет иметь температуру ниже вчетверо, а скорость выше вдвое. При прочих равных, так сказать.

[korund]

dmdimon пишет:

Я уже ходил.
расскажите мне, что случится с КПД, моментом, УИ у ЖРД, 10% выхлопа которого будет иметь температуру ниже вчетверо, а скорость выше вдвое. При прочих равных, так сказать.

С КПД, моментом и УИ случиться ничего не может...
Это абсолютно точно...

[dmdimon]

Хорошо. А если весь выхлоп будет вчетверо холоднее и вдвое быстрее? Тоже ничего? А если посчитать по ВАШЕМУ способу?

[korund]

у ЖРД, 10% выхлопа которого будет иметь температуру ниже вчетверо, а скорость выше вдвое

В ракетных двигателях стараются делать так что бы газы из сопла выходили единым потоком без разности скоростей в потоках. Таким образом можно получить наибольшее значение КПД для ЖРД. Это вам и Старый подтвердит.