ЖРД в 500 УИ

[avmich]

Ладно, не будем уточнять, что гелий имеет нулевую (по соглашению) энтальпию, поэтому его добавка энтальпию не меняет. Не будем также уточнять, что вопрос был очень простой - зависит УИ от молекулярной массы или нет. Не будем также приводит в пример водородные движки - у них оптимум УИ при О:Г = 4, а используют 6, что строго соответствует точке зрения "УИ растёт с уменьшением молярной массы". Пренебрежём и диссоциацией - она, кстати, в той (Ы-)формуле никак не учитывается, там модель идеального газа.

Поставим вопрос ещё проще. Вы согласны с формулой, которую я привёл, взяв из учебника (нескольких на выбор)?

[Старый]

Не будем также приводит в пример водородные движки - у них оптимум УИ при О:Г = 4, а используют 6, что строго соответствует точке зрения "УИ растёт с уменьшением молярной массы".

Или точке зрения "УИ - уём, а плотность топлива тоже никто не отменял".

[поверхностный]

Что о нас думают шестиклассники? Ужос.

[fagot]

Ладно, не будем уточнять, что гелий имеет нулевую (по соглашению) энтальпию, поэтому его добавка энтальпию не меняет.

Если забыть, что речь все время шла об удельной энтальпии, то конечно не меняет, но забывать этого нельзя.

Не будем также уточнять, что вопрос был очень простой - зависит УИ от молекулярной массы или нет. Не будем также приводит в пример водородные движки - у них оптимум УИ при О:Г = 4, а используют 6, что строго соответствует точке зрения "УИ растёт с уменьшением молярной массы".

Вообще говоря используют разные соотношения этого диапазона, оптимум зависит от давления в КС и степени расширения, ну и упомянутая Старым плотность топлива играет не последнюю роль. Но как объяснить существование этого максимума - ведь при уменьшении молекулярной массы УИ должен расти непрерывно? :wink:

Пренебрежём и диссоциацией - она, кстати, в той (Ы-)формуле никак не учитывается, там модель идеального газа.

Можно и пренебречь, но тогда и температуру и молекулярную массу газа в КС нужно рассчитывать без ее учета. Но на практике в случае стехиометрии десятки процентов газа в КС нагодятся в диссоциированном состоянии, поэтому без ее учета мы не сможем рассчитать ни температуру, ни молекулярную массу газа, ни показатель процесса расширения n.

Поставим вопрос ещё проще. Вы согласны с формулой, которую я привёл, взяв из учебника (нескольких на выбор)?

Конечно согласен, но она никак не доказывает зависимость УИ от молекулярной массы.

[чайник17]

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

Поставим вопрос ещё проще. Вы согласны с формулой, которую я привёл, взяв из учебника (нескольких на выбор)?

Формула то правильная, но вот смысла её Вы не понимаете  

Посмотрите внимательно на формулу - в ней есть выражение

R / mu * T0

Оно тесно связано с удельной (на единицу массы) энергией газа в КС.

В частности, для одноатомного газа, энергия задаётся формулой:

E = 3/2 * (m / mu) * R * T

а удельная энергия, это и есть

Eуд =  3/2 * R / mu * T

P.S. Я позволил себе испльзовать более стандартное обозначение газовой постоянной (R вместо R0). Тем более, что согласно avmich, индекс 0 используется для величин, относящихся к камере сгорания

[чайник17]

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

Поставим вопрос ещё проще. Вы согласны с формулой, которую я привёл, взяв из учебника (нескольких на выбор)?

А если у Вас, в отличие от некоторых, с арифметикой всё порядке, можно и просто посчитать, исходя из

k = Cp/Cv и Cp = Cv + R

(Cp - молярная (на один моль) теплоёмкость при постоянном давлении,
Cv - молярная теплоёмкость при постоянном объёме), что

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

или, обозначив cp удельную (на единицу массы) теплоёмкость

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

cp * T0 и есть удельная (на единицу массы) энергия газа в КС

от неё только и зависит предельная (при бесконечной степени расширения, p/p0 = 0) скорость истечения для идеального газа.

[avmich]

Всё, устал объяснять :( . Мне кажется, вопрос "зависит ли УИ от молекулярной массы" понимается однозначно, и именно он и был задан. А то, что Вы пишете, к этому вопросу не относится.

[fagot]

Всё, устал объяснять . Мне кажется, вопрос "зависит ли УИ от молекулярной массы" понимается однозначно, и именно он и был задан. А то, что Вы пишете, к этому вопросу не относится.

Да уж, сложно объяснить несуществующую зависимость.

[чайник17]

Мне кажется, вопрос "зависит ли УИ от молекулярной массы" понимается однозначно, и именно он и был задан.

В том то и дело, что это вопрос не то что однозначный, но вообще бессмысленный. А Вы этого не понимаете  

Осмысленными вопросами являются:

1. Зависит ли УИ от молекулярной массы при данной температуре в камере сгорания ?

Ответ: конечно да. (Пример: ТФЯРД)

2. Зависит ли УИ то молекулярной массы при данной энергии химической связи на одну молекулу (моль)

Ответ: конечно да. (Примеры: в первом приближении, энергия химической связи не зависит от изотопного состава. Соответственно, если в РД использовать дейтерий H2 вместо водорода H1 и O18 вместо О16, УИ упадёт. Да и вообще, энергия химической связи слабо зависит от атомного номера(определяет массу)  в одной группе. Поэтому наиболее эффективные топливные пары все в первом периоде таблицы Менделеева)

3. Зависит ли УИ от молекулярной массы при данной энергии (энтальпии) на единицу массы ?

Ответ: нет, не зависит. Зависит от другого:  полноты сгорания, термодинамических свойств газа (постоянной адиабаты, температуры конденсации, и т.п.) и кучи прочих вещей.

[avmich]

Вы по-прежнему ошибаетесь, но раз уж закончили - то закончили.

[ooo]

При малых давлениях УИ существенно ниже чем свыше 200 атм, кроме того габариты камеры велики и очень велики габариты сопла, посему выгодно увеличивать давление и уменьшать ЖРД, но это возможно не выше 300 атм, далее УИ начинает весьма падать, если верить  формуле, и не удивительно что такие  ЖРД не делают

[RadioactiveRainbow]

Если речь идет о вакуумных двигателях - то от абсолютного значения давления в КС УИ зависит несущественно.
УИ в первую очередь зависит от отношения давлений в КС и на срезе сопла.

Хотя, при фиксированной тяге и степени расширения, действительно габариты камеры обратно пропорциональны давлению.
Но рассматривать ДУ нужно комплексно. Конечно, с увеличением давления габариты КС уменьшаеются, зато растет масса ТНА, увеличивается напряженность конструкции - а значит падает надежность.


Можно полюбопытствовать - с чего вы взяли, что выше 30 МПа УИ начинает падать?

[fagot]

Вы по-прежнему ошибаетесь, но раз уж закончили - то закончили.

Ну почему же, мы с радостью продолжим, укажите нам скорее, в чем же ошибка :wink:

[avmich]

Указано было уже, неоднократно :) . Перечитайте.

[fagot]

Указано было уже, неоднократно . Перечитайте.

Перечитывал не раз, но доказательств зависимости энтальпии от молекулярной массы не нашел, а раз нет оной зависимости, то нет и зависимости УИ от молекулярной массы.
А вы кстати как себе объясняете существование максимума УИ при определенной альфе - он же по вашей теории должен расти непрерывно при разбавлении продуктов сгорания водородом? :wink:

[Сверхновый]

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.

Согласен коллега. Все определяет теплота сгорания. Если считать в джоулях на килограмм (а не джоулях на моль).
Другое дело, что у топлива с меньшей молекулярной массой будет больше удельная теплота сгорания (энергия связей та же, а ядра легче, грубо говоря).
В общем, в идеальном двигателе без диссоциации получается, что лучше стереохимический состав компонентов. А в реальном - избыток горючего.

[Сверхновый]

Всё, устал объяснять . Мне кажется, вопрос "зависит ли УИ от молекулярной массы" понимается однозначно, и именно он и был задан. А то, что Вы пишете, к этому вопросу не относится.

УИ завистит от молекулярной масссы в том смысле, что у топливной пары с меньшей молекулярной масы будет больше удельная теплота сгорания в Дж/кг.

А вовсе не потому, что легкие молекулы летят быстрее. Это противоречило бы закону сохранению энергии. Если приложить один джоуль механической энергии к одному килограмму ваты и одному килограмму свинцовой дроби, то оба килограмма полетят с одинаковой сокростью.

Это я специально утрирую, объясняю на пальцах, чтоб понятен был физический смысл на бытовом уровне

[Старый]

Объясните мне всётаки, теоретики, почему же в кислород-водородных ЖРД применяется такой большой избыток водорода? Это чистый саботаж с целью уменьшить УИ и плотность топлива или есть какоето рациональное зерно?

[avmich]

Указано было уже, неоднократно :) . Перечитайте.

Перечитывал не раз, но доказательств зависимости энтальпии от молекулярной массы не нашел, а раз нет оной зависимости, то нет и зависимости УИ от молекулярной массы.

Плохо, видимо, читали :) .

[Сверхновый]

Объясните мне всётаки, теоретики, почему же в кислород-водородных ЖРД применяется такой большой избыток водорода? Это чистый саботаж с целью уменьшить УИ и плотность топлива или есть какоето рациональное зерно?

Дык писали уже: реальный газ не хочет, собака, идеально себя вести. Диссоциировать норовит. А какой-нить бериллий-кислород так и вообще расширятся не хочет, в тугоплавкую пудру выпасть норовит.
Вот и идут на отклонения от стереохимии.
Вот и всего делов-то, из-за чего секунды УИ больше получаются. А не из-за того, что килограмм легих молекул разгоняется быстрее от джоуля тепла. Иначе договоримся до того, что килограмм свинцовой дроби тяжелее килограмма ваты