Ракетное топливо. Нужна помощь!

[avg]

Вообще-то Математика - женщина строгая. И поэтому любое утверждение требует доказательства, либо выкладок как к этому пришли. Здесь среднепотолочное не катит. Вот, например, откуда взято 5/1? И почему 5/1, а не 5,1/0,97?

Естественно, это очень грубая оценка. Еще раз как получается: исходя из того, что отщепляется по крайней мере вся вода и температура все-таки достигает 1000К, можно положить, что при сгорании 1г выделяется ~2л газа. Если это сгорание происходит в открытой трубке сечением 1см2 со скоростью 0,5см/с и плотности1,5 г/см3, выделение газа составит 1,5 л/с(1500см3/с)- это дает при сечении 1см2 скорость потока 1500см/с или 15м/с. Нормальной считается скорость истечения 500 м/с, т.е. нам нужно ускорить поток в 500/15 раз, уменьшив площадь(сузив) в это число раз или уменьшив диаметр в

(500/15)^1/2раз. В общем, 5/1 следует понимать, что 4/1-мало для достижения КПД, 6/1-возрасает риск разрыва оболочки.

[Хоббит)]

Весело тут у вас - прямо не химики, а инженеры-физики собрались.

Для начала : сопло должно обеспечивать стабильное истечение продуктов реакции, чтобы они не успевали накапливаться внутри и не привели к взрыву. По мере разжигания у вас будет расти давление, что приведёт к увеличению скорости через самую узкую часть - рост давления приведёт к росту скорости химической реакции горения, если там есть газовая фаза в промежуточных продуктах. Поэтому шашка топлива должна быть достаточно твёрдой, чтобы по мере повышения давления поверхность горения не увеличивалась ( разрыхление, образование трещин, эрозии потоками , плавление...). (Поэтому имеет некий смысл шашку армировать ХБ-волокнами, или заливать твердеющую смесь в корпус и прочие методы уплотнения и создания прочности и твёрдости.)

Максимальная скорость истечения через самое узкое место в сопле есть скорость звука в данной смеси газов при данной температуре ( учитывая, что температура газов с ускорением до этой скорости так же уменьшается ). Если не хочется считать, то можно и подобрать в ходе экспериментов на грани взрыва : уменьшать сечение сопла, пока не начнутся взрывы двигателя.

Изменено 17 Ноября, 2017 в 14:49 пользователем Хоббит)

[grut]

Весело тут у вас - прямо не химики, а инженеры-физики собрались.

Для начала : сопло должно обеспечивать стабильное истечение продуктов реакции, чтобы они не успевали накапливаться внутри и не привели к взрыву. По мере разжигания у вас будет расти давление, что приведёт к увеличению скорости через самую узкую часть - рост давления приведёт к росту скорости химической реакции горения, если там есть газовая фаза в промежуточных продуктах. Поэтому шашка топлива должна быть достаточно твёрдой, чтобы по мере повышения давления поверхность горения не увеличивалась ( разрыхление, образование трещин, эрозии потоками , плавление...). (Поэтому имеет некий смысл шашку армировать ХБ-волокнами, или заливать твердеющую смесь в корпус и прочие методы уплотнения и создания прочности и твёрдости.)

Максимальная скорость истечения через самое узкое место в сопле есть скорость звука в данной смеси газов при данной температуре ( учитывая, что температура газов с ускорением до этой скорости так же уменьшается ). Если не хочется считать, то можно и подобрать в ходе экспериментов на грани взрыва : уменьшать сечение сопла, пока не начнутся взрывы двигателя.

Спасибо, буду пробовать

[Хоббит)]

Это не руководство к действию - это предупреждение о взрывах !!! Даже без взрыва вы можете остаться инвалидом или сделать кого-нибудь инвалидом и даже привести к смерти по неосторожности из-за пожаров !

Для опытов и зрелищности можно начать с силитряной бумаги, обёрнутой фольгой.

[grut]

Это не руководство к действию - это предупреждение о взрывах !!! Даже без взрыва вы можете остаться инвалидом или сделать кого-нибудь инвалидом и даже привести к смерти по неосторожности из-за пожаров !

Для опытов и зрелищности можно начать с силитряной бумаги, обёрнутой фольгой.

Пугать не надо Да и зрелищность не интересует. А если так переживать, то ничем нельзя будет заниматься

[Никитин]

Естественно, это очень грубая оценка. Еще -раз как получается: исходя из того, что отщепляется по крайней мере вся вода и температура все-таки достигает 1000К, можно положить, что при сгорании 1г выделяется ~2л газа. Если это сгорание происходит в открытой трубке сечением 1см2 со скоростью 0,5см/с и плотности1,5 г/см3, выделение газа составит 1,5 л/с(1500см3/с)- это дает при сечении 1см2 скорость потока 1500см/с или 15м/с. Нормальной считается скорость истечения 500 м/с, т.е. нам нужно ускорить поток в 500/15 раз, уменьшив площадь(сузив) в это число раз или уменьшив диаметр в

(500/15)^1/2раз. В общем, 5/1 следует понимать, что 4/1-мало для достижения КПД, 6/1-возрасает риск разрыва оболочки.

 

"Нормальной считается скорость истечения 500 м/с," Опять же КЕМ считается? Фон Брауном? Ниже Хоббит правильно написал, что на срезе сопла, максимум что можно достичь, это скорость звука в данной среде и данных условиях. Это примерно 340 м/с. И это при правильном проектировании сопла и двигателя. Дальнейшее увеличение скорости потока достигается так называемым сверхзвуковами соплами (Лаваля, и др)

 

В том комментарии выше, где ваша формула  F=S*P Объясните, плиз, почему топливо жидкий водород с кислородом считается эффективнее, чем, скажем, бензол с кислородом исходя из вашей формулы..

. 

[grut]

Какие сверхзвуковые сопла самодельная ракета, хорошо если она ещё взлетит

[Никитин]

Какие сверхзвуковые сопла самодельная ракета, хорошо если она ещё взлетит

 

А вы считаете нормально для самодельной ракеты

 

 Нормальной считается скорость истечения 500 м/с, .

А ведь 500 м/с это сверхзвук! (Скорость звука 340 м/с - все, что выше - сверхзвуковая скорость)

 

А пишу я все это что бы вы хоть немного ориентировались  в  теме и думать начали... Что формула F=S*P ни о чем, выше я ведь приводил пример, что согласно этой формуле можно сопло изготовить диаметром 1 метр и не парится с давлением - так нет же все заморачиваются с давлением, значит что-то не так в королевстве может? Или например эффективность топлива - одни говорят, что карамель эффективнее черного пороха. Почему? Формула выше также об этом молчит...

 

Погуглите "движение тела с переменной массой"  может что прояснится 

[grut]

А вы считаете нормально для самодельной ракеты

 

 

А ведь 500 м/с это сверхзвук! (Скорость звука 340 м/с - все, что выше - сверхзвуковая скорость)

 

А пишу я все это что бы вы хоть немного ориентировались  в  теме и думать начали... Что формула F=S*P ни о чем, выше я ведь приводил пример, что согласно этой формуле можно сопло изготовить диаметром 1 метр и не парится с давлением - так нет же все заморачиваются с давлением, значит что-то не так в королевстве может? Или например эффективность топлива - одни говорят, что карамель эффективнее черного пороха. Почему? Формула выше также об этом молчит...

 

Погуглите "движение тела с переменной массой"  может что прояснится

Да я и не говорил, что формула верна. По ней ничего не посчитаешь. Тут через надо сохранение импульса и так далее.

[Никитин]

Хорошо. Вообщем, план таков:

- Создать тестовую модель двигателя

- Определить скорость горения топлива в трубке в см в секунду

- Определить сколько образуется газов

- Посчитать их скорость вылета и соответственно массу

- Ну а дальше уже скорость ракеты найти

Ну а по пути думаю найдутся всякие вопросы и проблемы еще.

Я одно не пойму, чего все так ринулись в это "карамельное топливо". Насколько я знаю раньше на порохе в кружках ракеты делали и летали они.

 

Если это серьезно - сходите на http://www.airbase.ru/users/serge77/ побродите там почитайте - многие вопросы отпадут....