Serge77:
Eto jasno. No ochen' sovetuju osvoit' programmu PROPEP, uznaesh' mnogo novogo. Programma est' na mojom sajte.
Я вообще уже почти всё у тебя скачал, ещё до того как написал первое сообщение на форум. Пропер правда не качал, но по совету посмотрел. Да, прога интересная, механизм расчета понятен почти полностью, но помоему тут не обошлось без неказистого вмешательства программистов
. Алгоритм задуман универсальным по атомной модели, т.е. исходные вещества в начале находятся не в виде соединений, а в виде разрозненных атомов, какбы при температуре поверхности солнца. Далее расчитываются энергии состояния вещества (энтальпия и энтропия) с учетом введённых энергий образования (которые обычно вычитаются, зависит от знака), по которым расчитываются все остальные параметры, типа молей газа и других фаз. Но вот с подбором химических соединений появляются прямо-таки диковенные соединения, типа Cu3CI3 такого и природе-то не существует и быть не может, тем более при такой температуре такая тяжелая молекула и не в тысячных долях, а 0,5г на 100г исходной смеси. Вообще как мне кажется это программисты там чего-то намутили с подбором состава смеси. Да и посмотрев на исходную базу заготовок веществ я пришел к выводу, что прога написана для подбора наиболее эффективного горючего для NH4CIO4, а в своем расчете я кокраз писал про похожую ионную среду, так что для этих составов действительно всё прекрасно сходится. А вот,
например просто для состояния даже одного хим элемента S, что она пишет:
AP-R45 Run using June 1988 Version of PEP,
Case 1 of 1 21 Aug 2007 at 1:18:14. 4 am
CODE WEIGHT D-H DENS COMPOSITION
1107 S 100.000 0 0.09010 8S
THE PROPELLANT DENSITY IS 0.09010 LB/CU-IN OR 2.4940 GM/CC
THE TOTAL PROPELLANT WEIGHT IS 100.0000 GRAMS
NUMBER OF GRAM ATOMS OF EACH ELEMENT PRESENT IN INGREDIENTS
3.118568 S
****************************CHAMBER RESULTS FOLLOW *****************************
T(K) T(F) P(ATM) P(PSI) ENTHALPY ENTROPY CP/CV GAS RT/V
298. 77. 68.02 1000.00 0.00 58.27 1.2095 1.036 65.688
SPECIFIC HEAT (MOLAR) OF GAS AND TOTAL= 11.470 11.470
NUMBER MOLS GAS AND CONDENSED= 1.0356 0.0000
1.02E+00 S3 1.19E-02 S4
THE MOLECULAR WEIGHT OF THE MIXTURE IS 96.566
****************************EXHAUST RESULTS FOLLOW *****************************
T(K) T(F) P(ATM) P(PSI) ENTHALPY ENTROPY CP/CV GAS RT/V
297. 76. 1.00 14.70 5.41 58.27 1.0565 0.390 2.565
SPECIFIC HEAT (MOLAR) OF GAS AND TOTAL= 11.452 11.452
NUMBER MOLS GAS AND CONDENSED= 1.0354 0.0000
1.02E+00 S3 1.19E-02 S4 1.18E-04 S8
THE MOLECULAR WEIGHT OF THE MIXTURE IS 96.584
**********PERFORMANCE: FROZEN ON FIRST LINE, SHIFTING ON SECOND LINE**********
IMPULSE IS EX T* P* C* ISP* OPT-EX D-ISP A*M EX-T
42.8 1.1149 282. 39.56 830.5 10.63 106.9 0.02582 193.
??????? 1.3024 298. 35.47???????????????????????????????********* 297.
Как может сера состоять из 3-х атомов ума не приложу. Известны S8 - 298К; S6 ~ 500К; S4 ~ 800К; S2 ~ 1300К; S ~ 2000К.
Да и то, что программа не учитывает механизм течения реакции, она просто не может правильно считать. Например катализаторы, которые понижают энергию активации у веществ, участвующих в реакции, тем самым влияя на скорость реакции. Вообще алгоритм хорош, но к конкретному случаю, в коем должны быть правильно подобраны компоненты. А то, что я вводил тут серу в карамель, что не вводил цифры одинаковые почти получились, хотя на практике язык не поворачивается такое сказать видя своими глазами разницу между этими составами! Больше бы хотелось исходничек проги посмотреть.
И потом, если сравнивать по УИ, то не стоит забыват, что УИ - функция корня (я не считал УИ в своих расчетах на топливо), а это уменьшает погрешность более чем вдвое. Ты писал, что эта программа ошибочно завышает УИ для стандартной карамели на 10%, в аналогичном моему тепловом расчету это уже погрешность составит 21%. А посчитав ею некоторые баллиститные составы по приведённым данным из таблиц, расхождения в УИ составляли 25% это уже 60% погрешность теплового расчёта! В таких случаях, когда все плывет, лучше практика...
Посмотрев пропер более подробно и облазив немало литературы по химичсекой термодинамике, я почти понял алгоритм пропера. Подбирает компоненты газовой смеси из внутренней базы, в которые входят исходные атомы, потом численным методом подбирает количество моль каждого компонента, так же как у меня в расчёте топлива. Суть численного метода сводится к тому, чтобы подобрать такое соотношение компонентов, при котором сумма всех теплот компонентов равнялась бы тепловому эффекту реакции, который расчитывается точно также как у меня. При этом если получается такая температура и давление, при которых не может существовать компонент - он удаляется из расчета. Большая должно быть в этой проге база констант образования и удельных теплоёмкостей веществ использована, жаль не могу пока раскодировать её. Вообще в таком расчёте главное определить равновесный состав газа, остальное считается легко. Вот только каждое составляющее газовой смеси это "Х", а уравнение одно, следовательно получается множество решений, откуда и ошибки в расчете компонентов. Например следующая ошибка программы, заключается в том, что она не может получить Na2S из соды и едкого натра в смеси с S и углём при 400-800гр. Хотя это лабораторный способ получения Na2S, так что выход просто обязан быть высоким! Просто сера нелетуча и по всем своим свойствам способна вытеснять кислород из соединений, замещая его собой, так как в табл. Менделеева она находится ниже, чем кислород. Не всегда направление реакции и состав полученных компонентов так однозначно определятся законами равновесия.
Ещё по проперу от меня:
ENTHALPY - Энтальпия (термодинамическая функция состояния вещества)
ENTROPY - Энтропия (термодинамическая функция состояния вещества)
CP/CV - Отношение теплоёмкостей газа при постоянных давлении и объёме соответсвенно = показатель адиабаты
RT/V - Изохорная составляющая, а в общем уравнение состояния 1моль идеального газа PV=RT (для адиабатных процессов внутренняя энергия U=H-RT/V)
T* P* C* ISP* - если не ошибаюсь, параметры в критическом сечении сопла.
Serge77:
Da, ochen' pohoze na moi dannye. Pochitaj na mojom sajte o natrievoj karameli. Krome togo, chto tam opisano, ja eschjo mnogo drugih sostavov ispytyval. Srazu skazu, chto ty vybral navernoe samyj hudshij variant.
А на твоём сайте, если я не ошибаюсь, всё очень лестно сказано о составах на основе NaNO3, большие УИ по сравнению с KNO3, а чего ещё надо? А не мудрено у натрия мольный вес меньше, а он как балласт в топливе. У KNO3 только энергия активации меньше из-за большего радиуса атомов калия (перекрытие электронных облаков дальше от положительных центров - меньшая энергия связи). И другое видел, и это действительно очень полезная инфа, а я кокраз раздобыл наш нормальный русский инженерный расчет РДДТ (книжка в 250стр). Можно будет доработать мой алгоритм этим расчетом и коректировать по твоим практическим данным. Да я и сам хочу собрать установку для измерения сразу 3-х величин: тяга, давление, изменение массы, прямо в режиме On-Line.
Serge77:
Eto ty sam opredeljal? Rasskazi, kak delal?
По поводу показателя в законе горения топлива - то приближенно, так как у меня до сих пор нет четких уравнений, описывающих закон изменения площади горения в кольцевых зарядах, воспламеняемых в точке (тут зависит от того на каком уровне канала происходит воспламенение). Но думаю, как закончу с установкой, расчитать его точно не составт уже большого труда. А вообще и так уже известно, что для баллиститных составов показатель равен 0,6-0,8, для смесевых 0,3-0,5, для составов на ПХА 0,15-0,2. Его легко расчитать практически, если знать закон горения топлива и закон изменения давления в камере.
Serge77:
A ved' sera - eto katalizator ;^))
Где сера и катализатор, а где и нет. Вот тут от неё мало, что меняется, кроме того, что сильно увеличивается отток тепла от поверхности это-то и приводит к уменьшению скорости горения при атмосферном давлении до 0,27мм/с, а без неё скорость составляет 0,31мм/с (измерения проводил в кольцевом заряде, а не для торцевого, что так же влияет на скорость горения при атмосфером давлении, В торцевом заряде скорость горения топлива завист от угла положения оси к нормали гравитационного поля, так как скапливаются жидкие частицы, которые время от времени могут ускорять горение). Отток тепла увеличивается из-за большего удельного газообразования (научный факт, да и практика не против).
Serge77:
Nu eto ne vsegda. Ty dlja kakoj rakety raschityval? Na kakuju vysotu zelish'sja?
Что касается споров на счет оптимального времени горения для максимальной высоты, то есть максимум при определенных массах корпуса и топлива ракеты, а также времени полёта, при которых высота будет максимальна. Так вот для моих ракет он находится где-то на 40-60с. Это можно получить из следующих уравнений:
Для скорости
V=V0-g*t-Ve*ln(1-a*t)
Для высоты
H=V0*t-0,5*g*t*t+Ve*((1-a*t)*ln(1-a*t)+a*t)/a
V0-Начальная скорость ракеты, м/с
g-ускорение свободного падения, 9,81м/с2
t-время (переменная)
Ve-скорость истечения газов, м/с
a=Ms/M
Ms-секундный расход, кг/с
M-полная масса ракеты, кг
ln-натуральный логорифм
Просто нужно найти от обоих уравнений производную по времени и определить максимум, например для скорости и так понятно, что чем меньше время работы двигателя, тем больше конечная скорость ракеты.