FORUM.PIROTECHNIKA.ONE.PL

[Tetrazen]

Maksymalna efektywność silnika związana jest tak na prawdę tylko z dwoma parametrami prędkością wylotową gazów i masą wyrzucanych gazów.

Masa wyrzucanych gazów (z jednostki obj. paliwa) zależy po prostu od gestości mieszanki i tu nie da sie więcej dyskutować.

Co do predkości wylotowej to mamy pewne ograniczenia.
Generalnie można powiedzieć, że prędkość zależy tylko od temp. spalin i ich rodzaju tj. składu chemicznego (obj. nie ma znaczenia).

Generalnie lepiej gdy mamy w spalinach jak najwięcej cząsteczek gazów dwuatomowych (jeszcze lepiej jedno atomowych...)

Nie wiem czy ktoś to przytaczał:

Wzór na max. pręd wylotową gazów w dyszy:

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

gdzie:
kappa - wykładnik adiabaty =
5/3 dla gazów o cząst. jednoat.
7/5 dla gazów o cząst. dwuat.
3/4 dla gazów o cząst. trój i więcej at.

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

Dlaczega nie da się przekroczyć pewnych prędkości wylotowych?
Wzrost prędkości pociąga za sobą spadek ciśniania w kanale (dyszy) a to powoduje spadek entalpii czyli w efekcie temperatury (sprzężenie zwrotne)

Może to trochę ułatwi Wam dobór mieszanek na paliwa.

[QbaS]

[PINOT]

Bardzo dobry temat. Ale myślę Tetrazen że trochę źle postawiłeś pytanie.

Parametrem równania jest nie tylko kappa ale i temperatura gazów. Co do kappy jasne, że im mniej atomów w cząsteczce gazu spalinowego tym większa prędkość wylotowa - jest to łatwe do zrozumienia, kiedy pamiętamy, że przy T=const objętość gazu jest wyłącznie funkcją ilości moli swobodnych cząsteczek a nie ich masy. Stąd wniosek, który kiedyś napisałem, że lepiej spalić czasem paliwo rakietowe do CO niż do CO2, bo słabszy efekt energetyczny jest z nawiązką kompensowany przez wzrost ilości moli gazów spalinowych.

Ale temperatura (efekt energetyczny paliwa) też jest ważna - dodatek paliw wysokoenergetyczntch (pyły metali, Si, B) podnosi temp. a zarazem też i prędkość wylotową. A więc max prędkość wylotowa przy zastosowaniu klasycznych substancji zostanie osiągnięta dla wodoru rozgrzewanego do temp. topnienia najtrwalszej możliwej dyszy. Pomijam silniki jonowe i inne wynalazki typu Star-Trek.
Pamiętajmy też, że temperatura w warunkach pracy silnika jest też termodynamiczną funkcją ciśnienia....

Sprzężenie zwrotne jeśli chodzi o entalpię może i istnieje, ale tylko do momentu osiągnięcia równowagi w silniku. Wypływ gazu z dyszy i spalanie paliwa jest zjawiskiem z założenia równowagowym. Jeśli nie (np. zakładając detonację paliwa w superwytrzymałym pojemniku z małą dyszą) następuje wzrost temperatury związany z brakiem odprowadzenia nadmiaru energii a więc i wzrost prędkości wylotowej gazu.

Tak więc myślę, że teroetycznie, w projektowanym silniku nie ma limitu prędkości wylotowej - jest tylko kwestia ograniczeń materiałowych, jaką temp i jakie ciśnienie może wytrzymać silnik.


Sądzę, że 130 które wyszło w obliczeniu to wielkość w m/s. Ale temperatura jest niewłaściwa - jeśli weźmiecie odpowiednią temp. czyli tę w silniku (jakieś 2000 stopni) wynik będzie nieco sensowniejszy.

[Arkadiusz]

[QbaS]

[QbaS]