• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Ett raketmunstycke har ett ytförhållande mellan utgång och hals på 4,0 och en hals på 100 cm2. Avgaserna genereras i förbränningskammaren med ett stagnationstryck lika med 4 MPa te?
    Stagnationstemperatur är temperaturen hos en vätskepartikel som bringas till vila isentropiskt från dess initiala hastighet. Vi kan bestämma stagnationstemperaturen med hjälp av isentropiska relationer och den givna informationen.

    Det isentropiska förhållandet mellan stagnationstemperaturen ($T_{0}$) och den statiska temperaturen ($T$) ges av:

    $$\frac{T_{0}}{T} =\left(1 + \frac{k-1}{2}M^2\right)$$

    där $k$ är det specifika värmeförhållandet för avgaserna, och $M$ är Mach-talet.

    Vid halsen är Mach-talet 1, så vi har:

    $$\frac{T_{0}}{T_t} =\left(1 + \frac{k-1}{2}\right)$$

    där $T_t$ är den statiska temperaturen vid halsen.

    Vi får också stagnationstrycket ($P_0$) och det statiska trycket i halsen ($P_t$) på 4 MPa och vi kan använda det isentropiska förhållandet mellan tryck och temperatur för att hitta $T_t$:

    $$\frac{P_0}{P_t} =\left(\frac{T_0}{T_t}\right)^{\frac{k}{k-1}}$$

    Genom att ersätta uttrycket för $T_0/T_t$ från tidigare får vi:

    $$\frac{P_0}{P_t} =\left(1 + \frac{k-1}{2}\right)^{\frac{k}{k-1}}$$

    När vi löser $T_t$ får vi:

    $$T_t =\frac{P_t}{P_0}\left(1 + \frac{k-1}{2}\right)^{\frac{1}{1-k}}$$

    Om vi ​​antar att avgaserna är idealiska med $k =1,4$ och $P_t =P_{exit}$ (eftersom flödet är strypt), kan vi beräkna $T_t$:

    $$T_t =\frac{101.325\text{ kPa}}{4000\text{ kPa}}\left(1 + \frac{0.4}{2}\right)^{\frac{1}{0.4}} \ cirka 712,71 \text{ K}$$

    Nu kan vi använda det isentropiska förhållandet mellan stagnationstemperaturen och den statiska temperaturen igen för att hitta stagnationstemperaturen $T_0$:

    $$T_0 =\left(1 + \frac{k-1}{2}\right)T_t$$

    $$T_0 =\left(1 + \frac{0.4}{2}\right)(712.71 \text{ K}) \approx 1068.77 \text{ K}$$

    Därför är stagnationstemperaturen vid förbränningskammaren cirka 1069 K.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com