ЖРД в 500 УИ

[поверхностный]

Это не так.

Возьмите килограммовый камень и разгоните его до скорости 1 м/с. Его импульс будет 1 кг*м/с , а кинетическая энергия - 0,5 Дж.

Теперь возьмите полукилограммовый камень и разгоните его до скорости 2 м/с. Импульс получите по-прежнему 1 кг*м/с. А вот кинетическая энергия уже будет 1 Дж.

Импульс в ньютоновой механике не определяется однозначно энергией. Важна и масса.

В случае с ЖРД камень является не только рабочим телом, но и топливом. У второго камня удельная энергия в 4 раза больше, что и подтверждает ее определяющую роль.
Добавлено:
Для ЖРД УИ пропорционален корню из удельной энергии сгорания и больше ничему. E=m*V^2/2. V-это импульс, E/m -удельная энергия сгорания.

[Feol]

Это же как эксперимент с лодкой из курса начальной физики:

Вариант 1. В лодке огромная каменюга. Вы с нечеловеческим трудом и красной от дикой натуги рожей приподнимаете её и вываливаете за борт. Фуу... Бызги осели, волны разошлись, Вы сами не вывалились, лодка не перевенулась   . Но сильно ли при этом она ускорилась?
(да, кто будет пробовать - осторожно, ноги   !).

Вариант 2. В лодке множество небольших камней той же суммарной массы. Вы выкидываете их по одному, каждый с приличной скоростью. В итоге та же масса выкинута со скоростью каждого небольшого камня. Импульс, переданный Вами лодке, будет значительно выше.

Правда, на практике, вязкое трение все съест подчистую в процессе выкидывания камней, ИМХО. И в первом случае Вы все же уроните каменюгу себе на ногу, перевернёте лодку и вывалитесь за борт. Во втором случае Вы точно попадете кому-нибудь по голове. Итого будет много крика, мата и никакого толку. Хотя... Мда...  :roll:  Все это действительно похоже на испытания ракет   .

Как буду в деревне, попробую  :wink: .

[avmich]

Добавлено:
Для ЖРД УИ пропорционален корню из удельной энергии сгорания и больше ничему. E=m*V^2/2. V-это импульс, E/m -удельная энергия сгорания.

Ага :) только m здесь обычно обозначают mu. Это и есть молярная масса.

Осталось только заметить, что удельная энергия - при той же температуре - тем выше, чем меньше масса молекулы. Таким образом, мы пришли к тому, о чём был вопрос - УИ вполне зависит от молярной массы рабочего тела.

[поверхностный]

Добавлено:
Для ЖРД УИ пропорционален корню из удельной энергии сгорания и больше ничему. E=m*V^2/2. V-это импульс, E/m -удельная энергия сгорания.

Ага только m здесь обычно обозначают mu. Это и есть молярная масса.

Осталось только заметить, что удельная энергия - при той же температуре - тем выше, чем меньше масса молекулы. Таким образом, мы пришли к тому, о чём был вопрос - УИ вполне зависит от молярной массы рабочего тела.

УИ зависит от молярной массы рабочего тела только, когда есть ограничение по температуре. Типа "делайте, что хотите, но не выше 3000". Тогда - да, зависит.
А классическую формулу надо понимать буквально. Вся масса[кг], вся энергия[дж], получаем скорость[м/с]. И больше нет никаких параметров.

Для иллюстрации изобрету двигатель на немерено УИ. Берем пару металл-кислород, безо всякого балласта в виде водорода. Выделим энергию, например с помощью топливного элемента. Этим электричеством разгоняем получившийся оксид. И получаем что-то типа 6000 м/с.

[avmich]

А классическую формулу надо понимать буквально. Вся масса[кг], вся энергия[дж], получаем скорость[м/с]. И больше нет никаких параметров.

Классическую формулу надо классически и понимать. А именно, убыль энтальпии в простейшем случае равна приросту кинетической энергии. Энтальпия включает внутреннюю энергию, которая, опять же в классическом случае, есть кинетическая энергия молекул. Пропорциональная температуре. При одинаковой температуре - то есть, кинетической энергии - скорость молекул растёт с падением молярной массы. Что и отражается в росте УИ.

Температура "3000 К и ни градусом больше", к сожалению в данном случае, берётся не из постановлений ВЦСПС и ЦК ВЛКСМ, а зависит от того, какие материалы мы сжигаем. При соединении двух молекул водорода с молекулой кислорода выделяется такая-то энергия - и всё тут. Именно поэтому произвольно большого УИ не бывает.

Напомню формулу УИ:

w = sqrt(  2*k / (k-1) * R0 / mu * T0 * (1 - (p/p0)^((k-1) / k))  )

индекс 0 означает параметр в камере, давление p - на срезе сопла. Специально выделил mu в формуле.

[поверхностный]

В этой формуле нет удельной энергии топлива. А вот та же формула с энергией: w=sqrt(2*Eуд)

[поверхностный]

Классическую формулу надо классически и понимать. А именно, убыль энтальпии в простейшем случае равна приросту кинетической энергии. Энтальпия включает внутреннюю энергию, которая, опять же в классическом случае, есть кинетическая энергия молекул. Пропорциональная температуре. При одинаковой температуре - то есть, кинетической энергии - скорость молекул растёт с падением молярной массы. Что и отражается в росте УИ.

Ваша ошибка в словах "При одинаковой температуре". При вкачивании порции энергии в килограмм тяжелого газа и легкого газа, температуры будут разные, а скорости молекул - одинаковые. Еще добавлю, что при этом у тяжелых молекул больше энергия, а легких больше числом.

[fagot]

Классическую формулу надо классически и понимать. А именно, убыль энтальпии в простейшем случае равна приросту кинетической энергии. Энтальпия включает внутреннюю энергию, которая, опять же в классическом случае, есть кинетическая энергия молекул. Пропорциональная температуре. При одинаковой температуре - то есть, кинетической энергии - скорость молекул растёт с падением молярной массы. Что и отражается в росте УИ.

Так то при одинаковой температуре, а надо рассматривать при одинаковой энтальпии. Если в газы разной молекулярной массы вкачать какое-то количество тепла, их энтальпия повысится на одинаковую величину, но температура будет разной. Убыль энтальпии килограмма газа равна приросту кинетической энергии этого же килограмма, т.е. его линейной скорости и никакая молекулярная масса не позволит нам разогнать этот килограмм газа до большей скорости, чем позволяет его энтальпия. Когда мы сжигаем топливо при стехиометрии, единица массы продуктов сгорания обладает максимальной энтальпией, при разбавлении любым компонентом ее энтальпия будет меньше и следовательно меньше скорость и УИ.

Напомню формулу УИ:

w = sqrt( 2*k / (k-1) * R0 / mu * T0 * (1 - (p/p0)^((k-1) / k)) )

индекс 0 означает параметр в камере, давление p - на срезе сопла. Специально выделил mu в формуле.

При фиксированной энтальпии единицы массы газа ее температура строго пропорциональна молекулярной массе - если мы понизим mu, мы понизим и температуру, а УИ не изменится.

[avmich]

Так то при одинаковой температуре, а надо рассматривать при одинаковой энтальпии.

Тогда это совсем другой вопрос :) . Почему бы тогда не рассмотреть "при одинаковом УИ", или "при охлаждении, обратно пропорциональном четвёртой степени молярной массы"?

На русском языке вопрос "зависит ли УИ от молярной массы" имеет один правильный ответ ;) .

[goran d]

Так то при одинаковой температуре, а надо рассматривать при одинаковой энтальпии.

Тогда это совсем другой вопрос . Почему бы тогда не рассмотреть "при одинаковом УИ", или "при охлаждении, обратно пропорциональном четвёртой степени молярной массы"?

На русском языке вопрос "зависит ли УИ от молярной массы" имеет один правильный ответ .

Аднака охлаждать разширением до безконца нельзя - тогда получитса твердое вещество (снег или чтото подобное)

[ooo]

По формулам максимум УИ достигается в районе 200 атм и коэфициенте избытка водорода 0,6, при сверхвысоких давлениях УИ падает

[avmich]

Напомню один из исходных вопросов:

Тут все дело в потерях на диссоциацию. Мало извлечь энергию из топлива, ее еще надо суметь использовать, диссоциация же снижает температуру в КС, а т.к. рекомбинация при движении продуктов по соплу пройти не успевает, УИ снижается. Поэтому энергию выгоднее вкачивать не в диссоциацию, а в нагрев водорода, который к тому же меньше диссоциирует. Температура в КС естественно снижается, но выделившаяся при сгорании энергия используется более полно и УИ растет. Чем больше давление в КС , тем меньше диссоциация, так же с увеличением степени расширения увеличивается и степень рекомбинации и тем следовательно ближе соотношение к стехиометрии, в идеальном случае, когда диссоциации нет, максимальный УИ будет при стехиометрии, что и достигается при сверхвысоких давлениях и степенях расширения, использованных в программе.

Ошибка тут в том, что идеальный УИ достигается не при стехиометрии даже в отсутствие диссоциации.

[avmich]

По формулам максимум УИ достигается в районе 200 атм и коэфициенте избытка водорода 0,6, при сверхвысоких давлениях УИ падает

Не водорода, а кислорода.

[fagot]

Тогда это совсем другой вопрос . Почему бы тогда не рассмотреть "при одинаковом УИ", или "при охлаждении, обратно пропорциональном четвёртой степени молярной массы"?

А чем он вам не нравится - тем, что показывает независимость УИ от молекулярной массы? :wink:

[RadioactiveRainbow]

По формулам максимум УИ достигается в районе 200 атм и коэфициенте избытка водорода 0,6, при сверхвысоких давлениях УИ падает

Почему это падает - можно полюбопытствовать?

[avmich]

Тогда это совсем другой вопрос :) . Почему бы тогда не рассмотреть "при одинаковом УИ", или "при охлаждении, обратно пропорциональном четвёртой степени молярной массы"?

А чем он вам не нравится - тем, что показывает независимость УИ от молекулярной массы? :wink:

Тем, что другой вопрос :) .

Ещё одна иллюстрация: давайте будем обсуждать зависимость ускорения от массы. И заявлять, что ускорение обратно пропорционально массе, если брать силу обратно пропорциональную квадрату массы.

[fagot]

Тем, что другой вопрос .

Ещё одна иллюстрация: давайте будем обсуждать зависимость ускорения от массы. И заявлять, что ускорение обратно пропорционально массе, если брать силу обратно пропорциональную квадрату массы.

Т.е. вы не согласны с тем, что газы с одинаковой энтальпией дают одинаковый УИ?

[ooo]

Что касается максимума УИ на 200 атм, то не удивительно что ЖРД выше давлением не делают, в противном случае пытались бы, ибо игра стоит свеч. Хотя формулы импирические и возможно не верны за пределами нормальных параметров, так при очень низких давлениях они дают резкий рост УИ.

[avmich]

Тем, что другой вопрос :) .

Ещё одна иллюстрация: давайте будем обсуждать зависимость ускорения от массы. И заявлять, что ускорение обратно пропорционально массе, если брать силу обратно пропорциональную квадрату массы.

Т.е. вы не согласны с тем, что газы с одинаковой энтальпией дают одинаковый УИ?

Т.е. Вы согласны, что УИ всё же зависит от молярной массы? :)

[avmich]

Что касается максимума УИ на 200 атм, то не удивительно что ЖРД выше давлением не делают, в противном случае пытались бы, ибо игра стоит свеч. Хотя формулы импирические и возможно не верны за пределами нормальных параметров, так при очень низких давлениях они дают резкий рост УИ.

Ещё один опровергатель :( . "Эмпирический" пишется через "е", а "неверны" в данном случае слитно. ЖРД с давлением выше 200 атм существуют, а не делают ещё большие давления в камерах по совсем другим причинам.