Хлоратные топлива и двигатели на них

SashaMaks> Готово:
Вот спасибо. Здесь на левом графике очень отчетливо видно, какие огромные затраты нужны для разгона газа до большой скорости. Что и не мудрено давление еще большое и масса газа на единицу объема высока.

SashaMaks>> Готово:
LEVSHA> Вот спасибо. Здесь на левом графике очень отчетливо видно, какие огромные затраты нужны для разгона газа до большой скорости. Что и не мудрено давление еще большое и масса газа на единицу объема высока.

Какие затраты???
Смысл в том и состоит, чтобы разогнать газ до большой скорости.
Там хорошо видно, что давление по длине двигателя падает мало, вплоть до середины последней шашки. И если добавить ещё одну шашку, то давление автоматически повысится в бывшей последней, скорость, соответственно, снизится.

SashaMaks>> Готово:
LEVSHA> Вот спасибо. Здесь на левом графике очень отчетливо видно, какие огромные затраты нужны для разгона газа до большой скорости. Что и не мудрено давление еще большое и масса газа на единицу объема высока.

Прям и я не удержался
Странные какие то рассуждения ей богу: "огромные затраты нужны для разгона газа в РДТТ". А как блин иначе? Ракетный двигатель вообще то для того и делается, чтобы тепловую энергию преобразовывать в кинетическую, и чем коэффициент этого преобразования выше, тем эффективнее двигатель. Иначе говоря, чем "огромней затраты" для разгона газа, тем эффективней двигатель.
Разгон газа в свою очередь делится на два этапа - первый до сопла, второй в сопле.
Далее если брать многошашечный движок с площадью поперечного сечения канала заметно превышающим площадь поперечного сечения критического сечения сопла, то логично, что перепад давления в двигателе будет незначителен, так как скорость газового потока у шашки ближней к соплу ниже локальной скорости звука. Собственно об этом выше уже писал Б.Г. В "бессопловике" немного по другому - продукты сгорания могут разгоняться до локальной скорости звука еще до выхода из канала, от того и намного больший перепад давления у вершины канала и у выхода из него.
Идем дальше. Ты и раньше сравнивал канал в топливе с трубопроводом и писал, что энергия потраченная на разгон продуктов сгорания тратится на трение о стенки канала. Так вот энергии там тратиться не на что, это физически невозможно и не только потому что он не иннертен и от него идет приток газа. Простой пример: берем кусок топлива с потенциальной энергией 6МДж и тратим на его разогрев для воспламенения 500КДж, так вот когда это топливо сгорит ты получишь 6,5МДж на выходе. Топливо это источник энергии, вложив в него какое то количество дополнительной энергии для разогрева перед воспламенением или уже во время горения ты получишь всю эту дополнительную энергию назад.
Идем еще дальше. Возникает вопрос, так на что же всетаки тратится энергия внутри РДТТ, до выхода газов за пределы критического сечения? Ответ тут прост и очевиден - на разогрев иннертной массы двигателя. Иные виды потерь энергии типа вибраций корпуса и прочего крайне незначительны и потому не рассматриваются.
Теперь собственно о главном а какие собственно практические задачи вы тут пытаетесь решить при помощи своих теоретических выкладок о перепадах давления внутри камеры сгорания РДТТ? Как шашки правильно бронировать? Как ТЗП на корпус подбирать? Так это чисто практические задачи, здесь никакие расчеты не помогут - только накопление и анализ практического опыта. Прогорела бронеровка - сделал толще, опять прогорела - сделал еще толще - не прогорела и замечательно. Так же и с ТЗП. Хочешь более тонкую бронеровку скрепляй вкладные шашки с корпусом двигателя эластичными соединениями типа вклейки на силикон как это делается к примеру в промышленных моторах и не будет тогда никаких ненужных непрогнозируемых течений горячих газов между бронеровкой и стенкой РДТТ - будут застойные зоны. А кто хочет максимально повысить массовое совершенство мотора, так тут очевидно, что необходимо отказываться от вкладной схемы, обзаводиться топливом с соответстующей механикой и переходить на прочноскрепленные заряды ибо РДТТ с прочноскрепленными зарядами имеют бесспорное преимущество в плане массового совершенства. Больше тут сказать особо нечего.
Учитывая все выше сказанное мне совершенно непонятно какие же всетаки практические задачи вы собираетесь решить своими теоретическими расчетами, спорами, рассуждениями?

Б.г.> Какие затраты???
Б.г.> Смысл в том и состоит, чтобы разогнать газ до большой скорости.
Похоже, появился свет в конце туннеля.
Конечно же затраты на разгон газа в канале шашки не пропадают зря и не о том разговор. Весь смысл в том, что при разгоне газа в канале шашки появляется перепад давления, который прижимает её к сопловому блоку – и разговор только об этом.

Б.г.> Там хорошо видно, что давление по длине двигателя падает мало.
То, что ты называешь мало равно ~ 18атм. И при ранее описанных параметрах диаметр шашки - 35мм, канал-16мм дает прижимающее усилие около 140кг. Вопрос что будет с бронировкой шашки, которая выступает за габарит шашки и обеспечивает зазор?

Б.г.>> Там хорошо видно, что давление по длине двигателя падает мало.
LEVSHA> То, что ты называешь мало равно ~ 18атм.

Ну так вы же специально взяли искусственную ситуацию с соплом, равным по диаметру каналу.

LEVSHA> И при ранее описанных параметрах диаметр шашки - 35мм, канал-16мм дает прижимающее усилие около 140кг. Вопрос что будет с бронировкой шашки, которая выступает за габарит шашки и обеспечивает зазор?
Ничего не будет
Если торец уже зажёгся, ничего не будет. Ведь чем меньше зазор, тем быстрее в этом зазоре горит, и тем больше там давление. Оно само отрегулируется так, чтобы шашки не смыкались, возможно, правда, что в зазоре начнётся эрозионное горение, но, скорее всего, будет на его пороге.

Pashok> Прям и я не удержался

Pashok> Странные какие то рассуждения ей богу: "огромные затраты нужны для разгона газа в РДТТ". А как блин иначе?
Никак! Просто не об этом речь – смотри пост выше.

Pashok> Разгон газа в свою очередь делится на два этапа - первый до сопла, второй в сопле.
Вот вот именно этот процесс мы и обсуждаем с привязкой к шашкам.


Pashok> так как скорость газового потока у шашки ближней к соплу ниже локальной скорости звука. Собственно об этом выше уже писал Б.Г.
Да конечно скорость меньше вот только скорость звука в двигателе большая и для того чтобы разогнать рабочее тело до такой скорости нужно затратить приличное количество энергии то есть создать перепад давления.
Повторюсь, обсуждаем только перепад давления, а не мифическое исчезновение или появление энергии.

Pashok> Идем дальше. Ты и раньше сравнивал канал в топливе с трубопроводом и писал, что энергия потраченная на разгон продуктов сгорания тратится на трение о стенки канала...
Забудь про трение, давай обсудим только кинетику.

Pashok> Простой пример: берем кусок топлива ...энергию назад.
Конечно.
Ненужно лекций по термодинамике и про преобразование энергии это я все знаю и повторюсь разговор не об этом.

Pashok> Прогорела бронеровка - сделал толще, опять прогорела - сделал еще толще - не прогорела и замечательно.
Слушай тебе не кажется что это не совсем эффективный метод.
А то так мы дойдем что и толщину корпуса и КН будем выбирать – взорвался двигатель неправильно а не взорвался правильно.

Pashok> Учитывая все выше сказанное мне совершенно непонятно какие же всетаки практические задачи вы собираетесь решить своими теоретическими расчетами, спорами, рассуждениями?
Цель одна указать на проблему и обсудить её.
Проблема – при работе многошашечного двигателя в начальный момент времени на шашки действуют значительные силы, направленные к соплу и с ними нужно считаться.

Б.г.>
Я рад что, наконец, мы начали друг друга понимать и слышать.

Б.г.> Ну так вы же специально взяли искусственную ситуацию с соплом, равным по диаметру каналу.
Ситуация не правильная но иногда так делают. Прост так нагляднее.
Главное что и при «правильной» возникают значительные силы, с которыми нужно считаться.

Б.г.> Ничего не будет ...
Понимаешь тут слишком много если - если загорится, если не будит эрозионного горения, если шашка не треснет из за локальной нагрузки и т.д.

LEVSHA> Слушай тебе не кажется что это не совсем эффективный метод.

Мне кажется, что это единственный действительно точный метод, так как в теории всех нюансов не учтешь, а так на основе практических проб выводятся эмпирические зависимости, которые впоследствии и используются в расчетах.

LEVSHA> А то так мы дойдем что и толщину корпуса и КН будем выбирать – взорвался двигатель неправильно а не взорвался правильно.

В такой степени утрировать не стоит. С другой стороны, а что при выведении закона горения для топлива можно поступить как то иначе? Невозможно замешав новый состав расчитать все его баллистические характеристики. Как и невозможно расчитать прочность корпуса смотанного на коленке без проведения серии испытаний и введения в расчеты полученых на практике коэффициентов.

LEVSHA> Цель одна указать на проблему и обсудить её.
LEVSHA> Проблема – при работе многошашечного двигателя в начальный момент времени на шашки действуют значительные силы, направленные к соплу и с ними нужно считаться.

Ну действуют они, и что? Практические конструктивные решения уже давно существуют. Одно из них уже описанное выше приклейка шашек к корпусу эластичным швом, что не так? Чего не хватает? Или ты предлагаешь вывести формулу расчета необходимой прочности этого шва путем учета перепада давлений в двигателе по длине?

Б.г.>> Ну так вы же специально взяли искусственную ситуацию с соплом, равным по диаметру каналу.
LEVSHA> Ситуация не правильная но иногда так делают. Прост так нагляднее.
LEVSHA> Главное что и при «правильной» возникают значительные силы, с которыми нужно считаться.
Да нет же!
Там настолько нелинейная зависимость, что, если площадь критики всего в 1,5 раза меньше площади канала, то уже падением давления по длине шашки можно смело пренебречь.
А, если площадь критики хоть на пятнадцать процентов больше площади канала, то поток эту критику вообще не заметит.
Б.г.>> Ничего не будет ...
LEVSHA> Понимаешь тут слишком много если - если загорится, если не будит эрозионного горения, если шашка не треснет из за локальной нагрузки и т.д.

1. Не делай зазор, делай чистый канал так устроены большинство бессопловиков, в них шашка единая.
2. Не делай дырку, делай нормальное сопло, хоть с расширением 1:1,5, уже что-нибудь наиграешь.
3. Чтобы загорелось везде, где должно, принимай меры
4. Эрозионное горение страшно, когда у тебя запас прочности корпуса 1,5, если он 3 или больше - да и пофигу, снижение УИ из-за недогорания будет маленьким.

LEVSHA>> Слушай тебе не кажется что это не совсем эффективный метод.
Pashok> Мне кажется...
Да конечно. Но все равно изначально должны быть какие-то ориентиры.

Pashok> В такой степени утрировать не стоит.
А я не утрирую, конечный результат один и тот же - переход двигателя на нештатный режим и выход со строя.
Классический пример.
После прожига карамельного многошашечного двигателя обнаруживается, что на шашке отслоилась часть бронировки. Классический диагноз – была плохо приклеена. А может приклеена она была хорошо просто отрывали её зверски.

Pashok> Ну действуют они, и что? Практические конструктивные решения уже давно существуют...
А кто спорит.
Понимаешь мы говорим не о том, какие решения существуют, а о том как многие делают. И в основном делают неправильно только по одной причине - не видят проблемы, о чем свидетельствует практически полное игнорирование поднятой темы.

Xan> Ну вы тут наспорили на три страницы!!!
Да есть немного.
Очень хочется услышать твои рассуждения по данному вопросу.
Желательно в упрощенном виде в рамках школьной физики как ты умеешь – чтобы всем было понятно.
Прошу не отмалчивайся!

Б.г.> Да нет же!
Б.г.> Там настолько нелинейная зависимость...
Да конечно она не линейная и описана функцией зависимости кинетической энергии газа(жидкости) от скорости, откуда можно получить ответ какой перепад давления для этого нужен.
И расчеты Саши очень хорошо сюда ложатся.
Б.г.> если площадь критики всего в 1,5 раза меньше площади канала, то уже падением давления по длине шашки можно смело пренебречь
Если ты посмотришь первый график Саши то убедишься что нет.
Что и логично чем меньше перепад, тем выше давление - больше плотность рабочего тела. Да скорость газа меньше но плотность большая.

Б.г.> А, если площадь критики хоть на пятнадцать процентов больше площади канала, то поток эту критику вообще не заметит.
Да конечно. Но пример не корректный. Струя не успевает расширяться и взаимодействовать с таким соплом.
Шашка имеет большое удлинение. И если мы сопло сделаем в виде трубы, которая будет соизмерима с длинной шашки, то картина резко изленится. Вот нашел ролик, в котором наглядно об этом рассказывают – может кому-то пригодится для размышлений.
Истечение жидкости из отверстий и насадков.

Б.г.> 1. Не делай зазор, делай чистый канал.
Речь идет о конкретной очень распространенной и используемой конструкции.

Б.г.> 2.3.4.
Рекомендации хороши, но они никак не меняют суть вопроса, а только влияют на величину проблемы.

Serge77>> А что, если в твоём расчёте увеличить двигатель в 2 раза, результат изменится?
SashaMaks> Нет.
SashaMaks> Двигатели отличаются не только по габаритам, у них могут быть разные ещё и другие геометрические параметры по отношению друг к другу.

Какие из этих параметров приведут к уменьшению перепада давления?
Я знаю только один - увеличение диаметра канала. Но промышленные двигатели не делают пустыми, они упакованы по максимуму, так что вряд ли там канал втрое больше критики.

LEVSHA> После прожига карамельного многошашечного двигателя обнаруживается, что на шашке отслоилась часть бронировки. Классический диагноз – была плохо приклеена. А может приклеена она была хорошо просто отрывали её зверски.

Если есть такая проблема, то прогары бронировки и корпуса должны намного чаще происходить у последней шашки. Давайте проведём опрос, кто-нибудь такое наблюдал?

LEVSHA> Очень хочется услышать твои рассуждения по данному вопросу.

Коротко: у СашиМакса всё правильно.
Только ему бы между последней шашкой и соплом зазор бы сделать. Для большей наглядности.

Да, школьный учебник, закон сохранения энергии, и его частный случай — уравнение Бернулли.

Но что-то я не могу простыми словами сформулировать.

Serge77> Если есть такая проблема, то прогары бронировки и корпуса должны намного чаще происходить у последней шашки. Давайте проведём опрос, кто-нибудь такое наблюдал?

Первый пример я уже привёл:
SashaMaks> Friends of Amateur Rocketry rocket motor and flights tests for 5-4-2013 - YouTube
Прогар точно на стыке двух шашек (по середине двигателя, где эрозионное горение могло быть наибольшим в случае смыкания горящих торцев шашек). И их всего навсего было две штуки. Описание есть здесь:



и т.д.

Serge77> Я знаю только один - увеличение диаметра канала. Но промышленные двигатели не делают пустыми, они упакованы по максимуму, так что вряд ли там канал втрое больше критики.

Приведи данные того испытания, я рассчитаю, тогда и посмотрим и сравним, а так это всё ни-о-чем.

Б.г.> Там настолько нелинейная зависимость, что, если площадь критики всего в 1,5 раза меньше площади канала, то уже падением давления по длине шашки можно смело пренебречь.

Насколько она нелинейная? Покажи, приведи пример, ссылка на график в учебнике или ещё что-то с известными геометрическими параметрами двигателя.

Б.г.>> Там настолько нелинейная зависимость, что, если площадь критики всего в 1,5 раза меньше площади канала, то уже падением давления по длине шашки можно смело пренебречь.
SashaMaks> Насколько она нелинейная? Покажи, приведи пример, ссылка на график в учебнике или ещё что-то с известными геометрическими параметрами двигателя.

В критике давление падает в два раза, значит и плотность почти в два раза.
То есть, скорость в канале можно считать как для несжимаемой жидкости, если сечение критики уменьшить в два раза.
Грубо: если площадь критики всего в 1,5 раза меньше площади канала, то скорость в канале в три раза меньше, чем в критике.
И в 4.5 раза меньше, чем идеальный УИ * 9.81.

Serge77> Если есть такая проблема, то прогары бронировки и корпуса должны намного чаще происходить у последней шашки. Давайте проведём опрос, кто-нибудь такое наблюдал?

Мысль хорошая, но есть пару моментов.
1. Если даже корифеи с трудом могут признать проблему, то вряд ли кто-то обращал внимание на какой момент.
2. А если кто-то будет яро утверждать, что рвет на любой возможно он противник обсуждаемой теории и просто лукавит.
3. Если проанализировать все обсуждение, то основной аргумент противников теории - этого не может быть, потому что мы так привыкли, подкрепляя свою веру всяческими объяснения, совершенно несвязанными с сутью вопроса.
А суть очень проста.
Есть потенциальная энергия топлива и давления, которая преобразуется в кинетическую энергию газа.
Но никто это обсуждать не хочет, потому что подсознательно чувствует, что придется поменять мировоззрение.

Xan> Коротко: у СашиМакса всё правильно.
Спасибо – это важно.

Xan> Грубо: если площадь критики всего в 1,5 раза меньше площади канала, то скорость в канале в три раза меньше, чем в критике.
Тогда ~11% кинетической энергии рабочее тело приобретает в канале шашки, а остальное в сопле. Правильно?

Serge77>> Если есть такая проблема, то прогары бронировки и корпуса должны намного чаще происходить у последней шашки. Давайте проведём опрос, кто-нибудь такое наблюдал?
LEVSHA> Мысль хорошая, но есть пару моментов.

Прогары бронировок в районе сопла бывают по моим наблюдениям и в результате образования вихревых процессов , при изменении геометрии ковергентной части толщина стенок у сопла заметно становится толще после отработки моторов , есть ещё такой момент как фокусное горение шашек в " светлых составах " в результате постепенное прогрессивное горение с нарастанием давления в результате образования в шашках свищей , потом разрушение двигателя , прогар или отстрел сопла ( проблема была у КСМа и Линкольна ), решается зачернением топлива сажей 1%

NGR> Прогары бронировок в районе сопла бывают по моим наблюдениям ...
Ты пишешь про многошашечные двигатели с вкладным зарядом?