Serge77>Интересно было бы сравнить результаты твоих ручных расчётов с программными. Можешь привести парочку примеров?[»]
Хорошо
Вот простейший расчет УИ . Расчет по энергетике реакции . Он достаточно приблизительный , но для идеально подобранного двигателя , (если конечная температура газов меньше 2500 град )отражает действительность
Возмем реакцию 6NOF+6Al=2AlF3+2Al2O3+3N2
Найдем в справочнике энергию образования продуктов:
AlF3=1510кдж\моль
AL2O3=1657кдж/моль
С учетом коэффициентов суммарное энерговыделение составит 6334 кдж\моль(продуктов)
добавим к этому энергию разложения NOF=65 кдж\моль 65*6=390
итого 6334+390=6724 суммарный молекулярный вес продуктов с коэффициентами = 456 соответственно энерговыделение на 1 кг. продуктов реакции составит (1000/456)*6724=14745.6 кдж\кг.
если бы вся выделяемая энергия переходила в кинетическую энергию , то скорость истечения была бы V=корень(2Е)
корень из 29491200 дж равен 5430 м\с
Однако в реальном течении скорость потока зависит только от теплоемкости газов при постоянном давлении Cp .
Сp и Cv , связывает газовая постоянная к (она для каждого газа индивидуальная ) она показывает распределение энергии между Сp и Cv
Для азота , воздуха , водорода к=1.4 , для водяного пара к= 1.32
Для высокомолекулярных соединений она может быть меньше.
Считаем самый невыгодный случай по азоту к=1.4
значит вклад Сp в скорость истечения 5430/1.4=3878 м\с или 387 сек.
Считая , что течение адиабатное и конечная температура за срезом сопла ниже температуры возгонки ALF3 = 1750 (кажется ).
А вот расчет УИ для кислорода+водород
энергия образования H2O пар = 241.8 кдж/моль
для килограмма воды (1000/18)*241.8 = 13433 кдж
теоретическая скорость по энергии 5183 м\с
для пара к=1.32 , значит скорость адиабатная = 5183/1.32=3926 м\с или 392 сек. Почти как в справочнике по РД.
)
Конечно расчет по энергии , не отражает многих тонкостей реального двигателя ( например , в вышеуказанной реакции алюминий должен быть расплавлен , а давление в КС при температуре сгорания , должно быть очень большим , для полного использования теоретического теплозапаса и т.д.)
Температуру горения можно вычислить , зная Cp газообразных продуктов и включив в уравнение энергии температуру возгонки продуктов , это сложно , но тоже можно. А зная т-ру считаем скорость звука , оптимальное давление в КС и потребную степень расширения.