Hi
alle zusammen

Ich bin gerade dabei mich mit der Berechnung eines Flüssigkeitsmotors zu beschäftigen
und hänge gerade an dem Problem das ich nicht weiß wie ich von der frei werdenden Bindungsenergie
des Treibstoffs (H2O2 50% und C2H5OH) auf die Brennkammer-Temperator Tc und das
spezifische Hitzeverhältnis y (Cp/Cv) schließen kann. Kann mir da vielleicht jemand weiterhelfen ?

Bei reinem H2O2 erhalte ich aus 6mol H2O2 und 1mol C2H5OH 116 kJ frei werdende Bindungsenergie.
Wie verhält es sich jedoch wenn ich nur 50%iges H2O2 verwende ? Was muß in dem Moment beachtet werden ?

Ciao
Christian

Hi,

weiß das leider auch nicht so recht, doch hier ein paar Ideen.

Welche Temepratur hat dein Treibstoff wenn er die Brennkammer erreicht?
Welche Temepratur hat der Treibstoff wenn er die Brennkammer wieder verläßt?
Dann hast du die Verweildauer deines Treibstoffes in der Kammer.
Du kannst dann zu 50% mit Edukten und 50% mit Produkten rechnen.
Du hast die Wärmekapazität von denen. Also weißt du wieviel Enerigie da rein gehen kann in der Zeit wo diese in der Brennkammer sind.
Dann hat deine Brennkammer eine Wärmekapazität. Die würde ich aber nur am Anfang betrachten, bis diese auf Betriebstemperatur geht. Danach wird ja der Treibstoff zum kühlen genommen. Oder ist es gerade das was du wissen willst, wie lange hält die Kammer bis diese ihre Temepratur erreicht hat?
Du hast die Wärmeleitfähigkeit deines Gases? Das wird etwas schwierig, weil die meisten Tabellenbücher für Normdruck und Temperatur Werte angeben.
Damit und mit der Brennkammeroberfläche kannst du den Eenrgiefluß Richtung Brennkammer errechnen.
Der Rest der Energie, wenn wir denn nicht schon im negativen gelandet sind, kann dann genommen werden um den Treinstoff zu beschleunigen.

Gruß

Neil

Hi

> Welche Temepratur hat dein Treibstoff wenn er die Brennkammer erreicht?

Da der erste Entwurf sehr einfach gehalten werden soll und somit der Treibstoff
nicht zur Kühlung der Brennkammer erhalten muss liegt sie in etwa bei Zimmertemperatur

> Welche Temepratur hat der Treibstoff wenn er die Brennkammer wieder verläßt?

Das ist etwas was ich nur durch Tests heraus finden könnte. Jedoch brauch ich schon
eine gewisse Einschätzung der Temperatur um abschätzen zu können wie dick ich die
Wände meiner Brennkammer machen muss.

> Du hast die Wärmekapazität von denen. Also weißt du wieviel Enerigie da rein gehen kann in der Zeit
> wo diese in der Brennkammer sind.

Ich weiß nicht aber vielleicht gehe ich nur falsch vor:
Mein Motor sollte einen Schub (F) von 50N haben.
Der Brennkammerdruck (Pc) sollte etwa zwischen 10 und 15bar liegen.
Als Düsenhals-Radius (rt) hatte ich etwa 2 mm angenommen.

Als Brennkammer-Länge (Lc) errechnete ich ungefähr 7cm
bei einem Radius (rc) von 1cm

Nun währe für mich interessant wie hoch mein Massenfluss sein muss um den gewünschten Schub zu erhalten.
Und dazu währe es wiegesagt wichtig zu wissen welche Temperatur in meiner Brennkammer herrscht.

Ciao
Christian

Ist doch egal.

Mein Physiklehrer in Amerika hat mal gesagt: "Warum versuchen die, die kalte Fusion zu erfinden? Dann hat sie 1 Million Grad statt 15 Millionen. Ich finde beides verdammt heiß!"

;-)

Oliver

Hi Sinclair,

endlich habe ich mal etwas Zeit und Muße, Deine Fragen zu beantworten .

Zitat:

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Original geschrieben von Sinclair

Das ist etwas was ich nur durch Tests heraus finden könnte. Jedoch brauch ich schon eine gewisse Einschätzung der Temperatur um abschätzen zu können wie dick ich die Wände meiner Brennkammer machen muss.

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Die Kammerwanddicke t_w kannst Du mit der Formel t_w= PD/2S berechnen. P ist der Kammerdruck, D ist der Kammerdurchmesser und S ist max. Belastung für dein Kammerwandmaterial
(gibt's bei Matweb.com, Stichwort ultimate yield).

Zitat:

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Ich weiß nicht aber vielleicht gehe ich nur falsch vor:
Mein Motor sollte einen Schub (F) von 50N haben.
Der Brennkammerdruck (Pc) sollte etwa zwischen 10 und 15bar liegen.
Als Düsenhals-Radius (rt) hatte ich etwa 2 mm angenommen.
Als Brennkammer-Länge (Lc) errechnete ich ungefähr 7cm
bei einem Radius (rc) von 1cm
Nun währe für mich interessant wie hoch mein Massenfluss sein muss um den gewünschten Schub zu erhalten.

---

Den Gesamtmassefluß w_t kannst Du mit der Formel w_t=F/Isp berechnen. Du kennst ja das Verhältnis, mit dem Du Deinen Treibstoff und Sauerstofflieferanten einsetzt. Wenn Du jetzt den Wert für den w_t hast, kannst den Oxidisermassefluß w_o und Treibstoffmassefluß w_f anhand von w_t=w_o+w_f berechnen (einfach umformen).

Zitat:

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Und dazu währe es wiegesagt wichtig zu wissen welche Temperatur in meiner Brennkammer herrscht.

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Kann man so machen, muß aber nicht sein. Besorg' Dir mal aus dem Netz eine Kopie von GUIPEP, dieses kleine Programm berechnet Dir zum Beispiel die Kammertemperatur. Die Werte sind mitunter etwas optimistisch, aber man sieht dann mit einer Abweichung von etwa 15%, in welchen Gefilden man sich bewegt .

Hat das geholfen?

Gruß,

Tom aus Gö

Der Sutton hat inzwischen auch ne ganz ordentliche Hybridsektion, schau mal dort nach!

Jonas Veya

Zitat:

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Original geschrieben von Jonas Veya
Der Sutton hat inzwischen auch ne ganz ordentliche Hybridsektion, schau mal dort nach!

Jonas Veya

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Das stimmt, aber hier geht's ja in erster Linie um ein Flüssigkeits-Triebwerk (Liquid Bi-Propellant) .

Gruß,

Tom aus Gö

Uups, da hab ich irgendwie die Themen vertauscht..

@Sinclair: Der Sutton ist trotzdem gut, hol ihn dir wenn du ihn noch nicht hast, hilft dir sicher bei einigen Problemen.

Hi

> Die Kammerwanddicke tw kannst Du mit der Formel tw= PD/2S berechnen. P ist der Kammerdruck, D ist der Kammerdurchmesser
> und S ist max. Belastung für dein Kammerwandmaterial (gibt's bei Matweb.com, Stichwort ultimate yield).

Ah das ist genau das was ich gesucht habe

> Den Gesamtmassefluß wt kannst Du mit der Formel wt=F/Isp berechnen. Du kennst ja das Verhältnis, mit dem Du Deinen
> Treibstoff und Sauerstofflieferanten einsetzt. Wenn Du jetzt den Wert für den wt hast, kannst den Oxidisermassefluß wo und
> Treibstoffmassefluß wf anhand von wt=wo+wf berechnen (einfach umformen).

Das Problem bei dieser Formel ist ja das ich den Isp für meine Treibstoff-Mischung nicht kenne

Deswegen wollte ich das ganze eher über folgende Formel lösen:
W = At * Pc * sqrt((g * y * (2 / (y + 1)) ^ ((y + 1) / (y - 1))) / (R * Tc))

W: theoretical gas weight flow rate
y: specific heat ratio
Pc: pressure of combustion-chamber
At: Area of throat
R: gas constant
Tc: temperature of combustion-chamber

und könnte dann somit über die von dir angesprochene Formel auf meinen Isp kommen

> Hat das geholfen?

Du hast mir massiv weiter geholfen - danke nochmals
Beim nächsten Treffen gibst ein Bier

@Jonas Der Sutton ist ein Buch ? Du hast nicht zufällig ne ISBN für mich ? Amazon bietet mir unter dem Begriff Sutton nur Indische Astrologie und Kinderpsychologie an

Ciao
Christian

Rocket Propulsion Elements - George P. Sutton

ISBN: 0471326429

PS: nicht über den Preis erschrecken