паровые двигатели

[Зловредный]

Bell пишет:

rovlan42 пишет:
 Не будет снижения скорости рабочего тела. Она зависит только от давления и совершенно не зависит от температуры.

Вообще-то еще в школе учат, что скорость молекул газа как раз и зависит от температуры

Думается мне, тут речь идёт о двух разных скоростях. Когда из проткнутого воздушного шарика со свистом выходит воздух, есть скорость истечения этого воздуха. И есть скорость молекул этого же воздуха, обусловленная его температурой. Упорядоченная составляющая скорости молекул (первая) и хаотическая (вторая).

[Кубик]

Зловредный пишет:

Bell пишет:

rovlan42 пишет:
Не будет снижения скорости рабочего тела. Она зависит только от давления и совершенно не зависит от температуры.

Вообще-то еще в школе учат, что скорость молекул газа как раз и зависит от температуры

Думается мне, тут речь идёт о двух разных скоростях. Когда из проткнутого воздушного шарика со свистом выходит воздух, есть скорость истечения этого воздуха. И есть скорость молекул этого же воздуха, обусловленная его температурой. Упорядоченная составляющая скорости молекул (первая) и хаотическая (вторая).

Зловредный пишет:
кто-то может доказать , в чём не прав изобретатель? Без выпячивания
своего "эго", без переходов на личности? Сосредоточиться на существе вопроса и
объяснить так, чтобы всем стало понятно? (Ну, не вообще всем, но многим.)

Изобретатель не понимает физики на элементарном уровне, что ему доказывать? Ну, взял бы он кислород-водородный РД и добавил воду - условно, снизил нагрев.. Раз - он хоть представляет, как идут процессы в РД, что надо для теплообмена с водой в нём менять, это не котёл! ?.  И два - в чём-таки выгода -, откуда возьмётся прежняя энергия, сообщаемая выбрасываемому телу, при уменьшении расхода топлива - её источника? И - хамить здесь не стоит...

[Зловредный]

Антикосмит пишет:
Во-первых сколько-нибудь массовое использование воды для впрыска это снижение энерговооруженности ракеты Дж/кг, что уже само по себе ухудшит показатели. Вода никакой энергии не несет и только поглощает на нагрев и фазовый переход.

Наверное, примерно так же можно критиковать и ту схему, которую выбрали для ядерного буксира:
Электромеханическое преобразование ухудшит показатели, потому что никакой дополнительной энергии не принесёт и только понизит КПД, нужно греть рабочее тело сразу же в активной зоне реактора и т. д.

Возможно, я глупый, но мне неочевидно.

Антикосмит пишет:
Во-вторых, как уже отметили тут температура газа это функция скорости, составляющих его молекул. Тяга двигателя грубо говоря представляет собой сумму элементарных взаимодействий молекул продуктов сгорания со стенкой сопла. Чем выше скорость единичной молекулы, тем больший импульс она может передать ракете. Чем выше температура, тем эффективнее используется рабочее тело - выше удельный импульс.

И это неочевидно. Увы
Грубо говоря, нам нужно превратить хаотическое движение молекул во все стороны (температура) в упорядоченное (истечение рабочего тела из сопла). И вот тут, температура на выходе из сопла (хаотическая составляющая скорости молекул) -- это всё потерянная энергия. Только упорядоченная составляющая скорости молекул рабочего тела сообщает ракете импульс. Посему мне неочевидно. Что вода не поможет

[Зловредный]

Кубик пишет:
И - хамить здесь не стоит...

Это -- мне? Я Вам нахамил? Не понимаю, в чём, но прошу прощения...

[Bell]

Зловредный пишет:

Bell пишет:

rovlan42 пишет:
 Не будет снижения скорости рабочего тела. Она зависит только от давления и совершенно не зависит от температуры.

Вообще-то еще в школе учат, что скорость молекул газа как раз и зависит от температуры

Думается мне, тут речь идёт о двух разных скоростях. Когда из проткнутого воздушного шарика со свистом выходит воздух, есть скорость истечения этого воздуха. И есть скорость молекул этого же воздуха, обусловленная его температурой. Упорядоченная составляющая скорости молекул (первая) и хаотическая (вторая).

Мда... Скорость молекул это скорость молекул в любом случае. Критическое сечение и сопло как раз предназначено для упорядочения выброса молекул газа в направлении обратном движению ракеты.

Реактивная сила есть произведение скорости чего бы то ни было отбрасываемого на его массу в единицу времени.

А вот скорость равна среднеквадритичной скорости молекул газа в данном случае. которая прямо зависит от температуры. Собственно, температура - мера кинетической энергии молекул. А из кинетической энергии можно найти как раз скорость этих молекул.

[Bell]

Кубик пишет:
Изобретатель не понимает физики на элементарном уровне, что ему доказывать?

Не, ну чисто поржать
И повторить элементарную физику никогда не вредно

[Антикосмит]

Зловредный пишет:

Антикосмит пишет:
Во-первых сколько-нибудь массовое использование воды для впрыска это снижение энерговооруженности ракеты Дж/кг, что уже само по себе ухудшит показатели. Вода никакой энергии не несет и только поглощает на нагрев и фазовый переход.

Наверное, примерно так же можно критиковать и ту схему, которую выбрали для ядерного буксира:
Электромеханическое преобразование ухудшит показатели, потому что никакой дополнительной энергии не принесёт и только понизит КПД, нужно греть рабочее тело сразу же в активной зоне реактора и т. д.

Для большой тяги лучше сразу греть, для большого импульса только полями разгонять ионы. Вроде гутарили про комбинированную схему, но к 2018 году все может измениться.

[Зловредный]

Кубик пишет:
откуда возьмётся прежняя энергия, сообщаемая выбрасываемому телу, при уменьшении расхода топлива - её источника?

Я так понимаю, меньше энергии сгорания топлива уносится (теряется) вместе с нагретыми газами, истекающими из сопла. И больше энергии сгорания топлива переходит в кинетическую энергию движения (упорядоченного) газов и ракеты.

[Зловредный]

Белл, мы оба правы. Я не вижу противоречий.

[Сергио]

Кубик пишет:
 Изобретатель не понимает физики на элементарном уровне, что ему доказывать? Ну, взял бы он кислород-водородный РД и добавил воду - условно, снизил нагрев.. Раз - он хоть представляет, как идут процессы в РД, что надо для теплообмена с водой в нём менять, это не котёл! ?. И два - в чём-таки выгода -, откуда возьмётся прежняя энергия, сообщаемая выбрасываемому телу, при уменьшении расхода топлива - её источника? И - хамить здесь не стоит...

вообще у меня была такая мысль: 1) кислород+водород даёт наибольшую скорость газов и (может навру) температуру, что для  жрд  то что надо. но - водород лёгкий, поэтому получаем некий проигрыш.

2) кислород+керосин - скорость газов меньше, но топливо тяжелее.

мой вывод - впрыснуть в кислород+водород керосин, или что нибудь потяжелее, не обязательно способное гореть. чтобы водород отталкивал тяжёлое рабочее тело. получаем 3х компонентный жрд.

в итоге С-300 объяснил, что лучше иметь всё-таки лёгкое топливо, что-то с импульсом и формулой циолковского связано[ м1в1 (ракета) летит вперёд, м2в2 (газы летит назд)] (то есть проигрыш имеем и без вынужденного охлаждения газов холодной водой).
но я всё равно не понял - почему тогда кискород+водород хуже?

топик стартеру рекоммендую обратиться к С-300, как только он появится! ))) вот, как поймёте - мне растолкуете. ))))))

[Зловредный]

Bell пишет:
Критическое сечение и сопло как раз предназначено для упорядочения выброса молекул газа в направлении обратном движению ракеты.

То-есть, они вылетают уже супер-пупер упорядоченными и никуда в стороны уже не дёргаются? Хотя бы чуть-чуть? Немножко? Ну если так, тогда "улучшению" действительно взяться неоткуда.

[Bell]

Так, ладно, будем считать как на уроке

Возьмем емкость бесконечной прочности и с абсолютно нетеплопроводными стенками, в которой находится 1 кг водорода и 8 кг кислорода (стехиометрическое соотношение) с температурой допустим 273К и давлении 1 атм. Сжигаем смесь, получаем пар.

По уравнению реакции 2Н2+О2=2Н2О получается, что газообразный продукт получится в по молям в 1,5 меньшего объема. Если бы у нас не было теплового эффекта, то при прежней температуре получившийся газ имел бы при заданном объеме в 1,5 разе меньшую плотность, а значит и давление.

Но температура сгорания водорода в кислороде 3200К, а следовательно по закону Шарля давление установится 1/1,5/273*3200 = 9 атм.

Теперь добавляем туда 40 кг воды. Тепловая энергия нашего газа идет на испарение сей добавки, а температура падает до 100 гр.С, т.е. до 373К. Количество вещества у нас увеличится с 9 до 49 кг, т.е. в таком же соотношении возрастет плотность. А давление будет 9/3200*373/9*49 = 5,7 атм.

Собственно вопрос:
что даст большую тягу - 9 кг газа при Т=3200К и давлении 9 атм
или 49 кг газа при Т=373К и давлении 5,7 атм?

[Bell]

Зловредный пишет:

Bell пишет:
Критическое сечение и сопло как раз предназначено для упорядочения выброса молекул газа в направлении обратном движению ракеты.

То-есть, они вылетают уже супер-пупер упорядоченными и никуда в стороны уже не дёргаются? Хотя бы чуть-чуть? Немножко? Ну если так, тогда "улучшению" действительно взяться неоткуда.

Как не дергаются? Конечно дергаются! Ударяются о сопло и толкают ракету вперед
Поскольку идеальное сопло имеет бесконечный диаметр и длину, то в нем вся энергия молекул переходит в движение ракеты. А в реальном случае газы за срезом сопла в вакууме расширяются по Максвеллу, считая от оси.

[Bell]

Зловредный пишет:
Белл, мы оба правы. Я не вижу противоречий.

Скорость "от давления" и собственная скорость молекул просто напросто складываются

[Bell]

По всем известным формулам (удельного импульса, сопла Лаваля) скорость газов в идеале (в вакууме) не зависит от давления (соотношение внешнего и внутреннего давлений стремится к 0). Она пропорциональна только корню из температуры.
Следовательно, если у нас Т1 = 373К и Т2 = 3200К, то соотношение их корней будет всего 2,93.
Вот и получается, что при удельном импульсе водородного двигателя порядка 4500 м/с на пару получится только 1540 м/с.

Ну и нахрена нам морочить себе голову с этой водой, если ТАКУЮ ЖЕ массу водорода/кислорода мы можем сжечь и выбросить с ВТРОЕ большей скоростью?

[Bell]

rovlan42 пишет:
 Известно и не требует доказательств и то, что: При сжигании 1 кг водорода в кислороде выделяется не менее 120 Мдж тепла и образуется 9 литров воды. Для нагрева 1 кг (литра) воды и испарения, и даже перегрева до сухого перегретого пара требуется 2.7 Мдж тепла. Из чего следует, что за счёт тепла выделяющегося при окисления 1 кг водорода можно превратить в пар не менее 40 кг воды.

Послушайте, господин хороший, объясните нам - нахрена надо брать собой в ракету и испарять 40 кг воды, если можно взять еще 40 кг водорода и кислорода и отбросить такую же массу 49 кг с втрое большей скоростью?

[Сергио]

белл, а если туда же без воды добавить 100 гр а) керосина б) расплавленного лития в) спирт (любой) г) бром д) фтор

[Сергио]

белл, ваш расчёт верен, если впрыснутьводу в камеру сгорания. а если после критического сечения?

во! придумал! у американцев есть какая то рдтт, в которой thrust vectoring осуществляется впрыском в сопло не то окиси не то закиси азота. в книжке феодосьева есть чертёж. врыск ПОСЛЕ критического сечения!!!

вопрос: если у системы управления перемкнёт, и она подаст окись или закись равномерно по всей окружности - ракета полетит быстрее или меденнее?
(блин, спатьнадо, а я про ракеты думаю)

[Дем]

Bell пишет:
Ну и нахрена нам морочить себе голову с этой водой, если ТАКУЮ ЖЕ массу водорода/кислорода мы можем сжечь и выбросить с ВТРОЕ большей скоростью?

Вопрос на засыпку - от чего мы получим большее приращение скорости - от втрое большей скорости или от всемеро большей выброшенной массы?

Сергио пишет:
белл, а если туда же без воды добавить 100 гр а) керосина б) расплавленного лития в) спирт (любой) г) бром д) фтор

е) водорода

[Сергио]

Дем пишет:
е) водорода

так 1 кг водорода уже есть. или с избытком топлива?