[image]

Угле-водородное топливо неравновесного горения

Теги:космос
 
1 2 3 4
RU Bell #13.07.2016 20:15  @Старый#13.07.2016 10:13
+
-
edit
 

Bell

аксакал
★★☆
Naib>> Предлагаю посчитать модель двигателя, где тепловая энергия получается при сжигании углерода в кислороде до углекислого газа, а полученное тепло передаётся через теплообменник на водород. смешения газов нет.
Старый> А можно то же самое но сжигая водород?

Угу. В результате все сводится только к тому, чем нагревать водород, чтоб подучить его афигительный УИ. И нафиг там теплообменник - совершенно неясно :)
Короче, как обычно, все украдено до нас :)
   43.043.0
RU Бывший генералиссимус #13.07.2016 20:17  @Bell#13.07.2016 20:12
+
-
edit
 
Bell>>> При повышении температуры равновесие в реакции сдвигается в сторону углекислого газа.
Б.г.>> Факт, что равновесие можно двигать и туда, и сюда, реакция обратима.
Bell> Факт то, что:
Б.г.>> Получение водорода - эндотермическая реакция,
Bell> Вот поэтому при притоке тепла извне (от сгорания угля в данном случае) реакция сдвигается в сторону образования СО2 и Н2.

В сопле у нас притока энергии нет, есть адиабатическое расширение, при котором равновесие должно сдвигаться в сторону CO и H2O, что, с точки зрения УИ, только мешает.
   11.011.0

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Naib> Предлагаю посчитать модель двигателя, где тепловая энергия получается при сжигании углерода в кислороде до углекислого газа, а полученное тепло передаётся через теплообменник на водород. смешения газов нет.

Блин, не обратил внимание сразу...на этот БРЭД...

Масса углерода и кислорода, "сожженых" для получения энергии ТОЖЕ СЧИТАЕТСЯ при расчете УИ. Тебе придется либо сбрасывать бесполезный углекислый газ, либо, что еще хуже - тащить его с собой :per: Т.е. импульс у такой, с позволения сказать конструкции, будет ниже плинтуса...


[чем бы дит яне тешилось, лишь бы не мастурбировало]

Кстати, Naib, как общеизвестно самый высокий (теоретически) УИ на химическом топливе у топливной пары бериллий-перекись водорода. Не хочешь попробовать объяснить ПОЧЕМУ?
   51.0.2704.10351.0.2704.103

Naib

опытный

Wyvern-2> Блин, не обратил внимание сразу...на этот БРЭД...
Wyvern-2> Масса углерода и кислорода, "сожженых" для получения энергии ТОЖЕ СЧИТАЕТСЯ при расчете УИ. Тебе придется либо сбрасывать бесполезный углекислый газ, либо, что еще хуже - тащить его с собой :per: Т.е. импульс у такой, с позволения сказать конструкции, будет ниже плинтуса...

Ну, во-первых, бумага всё стерпит.
Во-вторых, масса углекислого газа учтена.

Wyvern-2> [чем бы дит яне тешилось, лишь бы не мастурбировало]

Ну да. ТЯРД, например.

Wyvern-2> Кстати, Naib, как общеизвестно самый высокий (теоретически) УИ на химическом топливе у топливной пары бериллий-перекись водорода. Не хочешь попробовать объяснить ПОЧЕМУ?

Высокая температура горения и почитай чистый водород в выхлопе. С изрядной долей атомарного. Правда, гидрид бериллия должен быть ещё лучше.
   51.0.2704.10351.0.2704.103

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Naib> Во-вторых, масса углекислого газа учтена.

ГДЕ?
Wyvern-2>> [чем бы дит яне тешилось, лишь бы не мастурбировало]
Naib> Ну да. ТЯРД, например.
Мальчик! То, что произошло сегодня утром, - это даже не эпизод, а так, чистая случайность, каприз художника.
 
© :F

Wyvern-2>> ... Не хочешь попробовать объяснить ПОЧЕМУ?
Naib> .... Правда, гидрид бериллия должен быть ещё лучше.

Правильно. Это я ошибся ;) А почему при прямом расчете УИ пары BeH2/H2O2 получается 18 км/сек, а в реальности - "всего" 5700м/сек?
   9.09.0
RU Старый #17.07.2016 21:58  @Старый#13.07.2016 09:52
+
-
edit
 

Старый

из курилки
★☆
А я всё пытаюсь добиться до какой же температуры у него нагреется просто углекислый газ. Без передачи тепла водороду:

Naib>> Итак, пример расчёта.
Naib>> С+О2 = СО2 + 394000 Дж.
Naib>> Теплоёмкость углекислого газа 37,2 Дж/моль*К
Naib>> Для нагрева до 1500 градусов нужно 55836 Дж.
Naib>> Остальное (338164 Дж) через теплообменник на нагрев водорода.
Старый> Давай сначала нагреем углекислый газ, а уж потом нагреем от него водород. До какой, говоришь, температуры нагреется углекислый газ если не отдавать тепло водороду?
   51.0.2704.10351.0.2704.103

Naib

опытный

Naib>> Во-вторых, масса углекислого газа учтена.
Wyvern-2> ГДЕ?

Итак, пример расчёта.
С+О2 = СО2 + 394000 Дж.

Теплоёмкость углекислого газа 37,2 Дж/моль*К
Для нагрева до 1500 градусов нужно 55836 Дж.

Остальное (338164 Дж) через теплообменник на нагрев водорода. До тех же 1500. Теплоёмкость водорода примерно 25 Дж/моль К (Правило Дюлонга-Пти) Итого - 9 моль водорода.

9 моль - 18 г
1 моль углекислоты - 44 г
Средняя молярная масса - 6,2

Импульс = корень(16641*1500/15*6,2) = 518 (внешнее давление = 0)
 


Wyvern-2> Правильно. Это я ошибся ;) А почему при прямом расчете УИ пары BeH2/H2O2 получается 18 км/сек, а в реальности - "всего" 5700м/сек?

Дык, "ультрафиолетовая катастрофа". :) Область, где формула просто не работает.

Причина...
Ну, я могу начать глубокомысленно вещать про уравнения Пенлеве, всякие там кнудсеновские и не очень истечения газов. Но не буду, так как в этих областях я быстро запутаюсь :)

Навскидку - это предел по скорости движения молекул заданной молярной массы при заданной температуре.
   51.0.2704.10351.0.2704.103

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Naib> Причина...
Naib> Ну, я могу начать глубокомысленно вещать про уравнения Пенлеве, всякие там кнудсеновские и не очень истечения газов. Но не буду, так как в этих областях я быстро запутаюсь :)
Naib> Навскидку - это предел по скорости движения молекул заданной молярной массы при заданной температуре.

Не умничай - умней тебя в тюрьме сидят © :F
Окись бериллия (бромеллит) - тугоплавкое в-во, образующее за критическим сечением конденсированную фазу Т.е. летят уже не молекулы, а микрочастицы...
Т.е. та же самая фигня, что и с алюминием в ТТРД.

Теперь ты видишь, что вначале учиться, а потом - предлагать?
   47.047.0

Wyvern-2

координатор
★★★★★
Naib>>> Во-вторых, масса углекислого газа учтена.
Wyvern-2>> ГДЕ?
Naib>
Итак, пример расчёта.
С+О2 = СО2 + 394000 Дж.

Теплоёмкость углекислого газа 37,2 Дж/моль*К
Для нагрева до 1500 градусов нужно 55836 Дж.

Остальное (338164 Дж) через теплообменник на нагрев водорода. До тех же 1500. Теплоёмкость водорода примерно 25 Дж/моль К (Правило Дюлонга-Пти) Итого - 9 моль водорода.

9 моль - 18 г
1 моль углекислоты - 44 г
Средняя молярная масса - 6,2

Импульс = корень(16641*1500/15*6,2) = 518 (внешнее давление = 0)
 


У тебя в расчете грубая ошибка. Попробуй сам найди... Подсказка: простейшая ариХметика.
   47.047.0

Naib

опытный

Naib>> Навскидку - это предел по скорости движения молекул заданной молярной массы при заданной температуре.
Wyvern-2> Не умничай - умней тебя в тюрьме сидят © :F
Wyvern-2> Окись бериллия (бромеллит) - тугоплавкое в-во, образующее за критическим сечением конденсированную фазу Т.е. летят уже не молекулы, а микрочастицы...

Ну и где противоречие? Кстати, ты не обращал внимание на температуру кипения оксида бериллия при атмосферном давлении? Уверен, где именно образуется конденсат?

Wyvern-2> Т.е. та же самая фигня, что и с алюминием в ТТРД.

С алюминием всё ещё сложнее. В условиях горения РДТТ легко могут образовываться оксид и хлорид одновалентного алюминия, которые вполне себе летучи и диспропорционируют далеко не сразу.

Wyvern-2> Теперь ты видишь, что вначале учиться, а потом - предлагать?

Учиться, учиться и ещё раз учиться ©
   51.0.2704.10351.0.2704.103

Naib

опытный

Naib>>>> Во-вторых, масса углекислого газа учтена.
Wyvern-2> Wyvern-2>> ГДЕ?
Naib>>
Wyvern-2> У тебя в расчете грубая ошибка. Попробуй сам найди... Подсказка: простейшая ариХметика.

Допущения есть (и немало). А вот ошибки я не вижу.
   51.0.2704.10351.0.2704.103

Дем
Dem_anywhere

аксакал
★☆
Naib> Равновесная температура, например, 1500 градусов (для обоих газов). Средняя молярная масса смеси 6,05.
Naib> Примерный расчёт показывает УИ в 524 секунды.
Теплообменник можно организовать на встречных потоках. И соответственно получить на выходе жидкий СО2 с температурой минус полсотни градусов. А всё тепло уйдёт на нагрев водорода.
Уголь в кислороде при 1 атм даёт температуру 3200К, при более высоком до 3800К
   47.047.0

Xan

координатор

Wyvern-2>> У тебя в расчете грубая ошибка. Попробуй сам найди... Подсказка: простейшая ариХметика.
Naib> Допущения есть (и немало). А вот ошибки я не вижу.

Ты ж, вроде, анжинер? Нет?

(2 * E / m) ^ 0.5 = v

Берёшь вот эту строчку и копируешь её в Калькулятор:

(2 * 394000 / 0.062) y 0.5 =

И получаешь предельную скорость для 100% КПД.
   47.047.0

Alexandrc

аксакал

Xan> Берёшь вот эту строчку и копируешь её в Калькулятор:
Xan> (2 * 394000 / 0.062) y 0.5 =
Это ж калькулятор нужен :D
Можно просто скопировать
(2 * 394000 / 0.062) ^ 0.5 =
в поисковую строку гугла ;)
   51.0.2704.10651.0.2704.106

Naib

опытный

Xan> Ты ж, вроде, анжинер? Нет?
Xan> (2 * E / m) ^ 0.5 = v
Xan> Берёшь вот эту строчку и копируешь её в Калькулятор:
Xan> (2 * 394000 / 0.062) y 0.5 =
Xan> И получаешь предельную скорость для 100% КПД.

Ого :eek:

Хап, Alexandrc, а что, молекулярно-кинетическую теорию уже отменили?
   51.0.2704.10351.0.2704.103
+
-
edit
 

Alexandrc

аксакал

Xan>> Ты ж, вроде, анжинер? Нет?
Xan>> (2 * E / m) ^ 0.5 = v
Xan>> Берёшь вот эту строчку и копируешь её в Калькулятор:
Xan>> (2 * 394000 / 0.062) y 0.5 =
Xan>> И получаешь предельную скорость для 100% КПД.
Naib> Ого :eek:
Naib> Хап, Alexandrc, а что, молекулярно-кинетическую теорию уже отменили?

Не узнали формулу? :eek:
   
+
-
edit
 

Naib

опытный

Naib>> Ого :eek:
Naib>> Хап, Alexandrc, а что, молекулярно-кинетическую теорию уже отменили?
Alexandrc> Не узнали формулу? :eek:

Отчего же?
Это вывернутая формула кинетической энергии.
Исходно
E=m*v*v/2

И где в ней теплоёмкость хотя бы на уровне идеального газа? Вы хотя бы видите, что в этой формуле скорость истечения не зависит от природы газа и можно хоть пары ртути или вообще пулю выкидывать?
   51.0.2704.10351.0.2704.103
+
-
edit
 

Alexandrc

аксакал

Naib>>> Ого :eek:
Naib> Naib>> Хап, Alexandrc, а что, молекулярно-кинетическую теорию уже отменили?
Alexandrc>> Не узнали формулу? :eek:
Naib> Отчего же?
Naib> Это вывернутая формула кинетической энергии.
Naib> Исходно
Naib> E=m*v*v/2
Naib> И где в ней теплоёмкость хотя бы на уровне идеального газа? Вы хотя бы видите, что в этой формуле скорость истечения не зависит от природы газа и можно хоть пары ртути или вообще пулю выкидывать?


Читайте учебники по физике старой советской школы.
   
+
-
edit
 

Naib

опытный

Alexandrc> Читайте учебники по физике старой советской школы.

Эх, трудно жить без Матюгано, этого странного японского городка...

Итак, поясняю на пальцах.
у нас есть 50 г СО и 50 г воды. И некие абстрактные 100 кДж тепловой энергии на эти вещества. Стартовая температура 400 К, чтобы не было фазовых переходов
Теплоёмкость воды - 36, СО - 28 Дж/моль*К

В случае СО изменение температуры - 2000 градусов (предположим, что теплоёмкость постоянна)
В случае воды - 1000 градусов.

Итоговая температура СО - 2400, воды - 1400.

Ну и скорость считается хотя бы по формуле v = корень(3RT/M)

И для воды - 1393 м/с
Для СО - 1462.

Ваш расчёт даёт 2000 м/с на каждое вещество.

Разница заметна? Физика понятна?
   51.0.2704.10351.0.2704.103
+
-
edit
 

Alexandrc

аксакал

Alexandrc>> Читайте учебники по физике старой советской школы.
Naib> Ну и скорость считается хотя бы по формуле v = корень(3RT/M)

Замечательно. Продолжим дрессировать сфероконя дальше :-D р
Рассчитайте среднеквадратичную скорость молекулы водорода и молекулы углекислого газа при 1500К. Переведите эти скорости в импульс в секундах и сравните с тем, что вышло в вашем прожекте.
   
+
-
edit
 

Naib

опытный

Alexandrc> Рассчитайте среднеквадратичную скорость молекулы водорода и молекулы углекислого газа при 1500К. Переведите эти скорости в импульс в секундах и сравните с тем, что вышло в вашем прожекте.

Водород - 4325, углекислота - 922.

То, что вышла ерунда, было понятно с самого начала. А вот где и почему формула УИ начинает косячить непонятно.

Теперь о некоторых выводах в общем и целом.
Вопрос о разных соплах сброса тяжёлого и лёгкого продукта у вас ещё стоит?
Вода - весьма неудачный продукт сгорания и топливо должно гореть таким образом, чтобы её был минимум.
Теперь понятно (по крайней мере мне) почему не применяется полностью насыщенное топливо, а именно с некоторой долей непредельщины.
   51.0.2704.10351.0.2704.103

Xan

координатор

Naib> Разница заметна? Физика понятна?

Если непонятно, причем тут формула для кинетической энергии, остаётся повторить:

Читайте учебники по физике старой советской школы.
   47.047.0

Naib

опытный

Naib>> Разница заметна? Физика понятна?
Xan> Если непонятно, причем тут формула для кинетической энергии, остаётся повторить:
Xan> Читайте учебники по физике старой советской школы.

Читайте, Xan, читайте.

Формула кинетической энергии работает только в случае суперидеального газа с нулевой теплоёмкостью. В реальности - увы.

Можете ещё пару раз перечитать и пересчитать мой пост с расчётами. Хоть с калькулятором, хоть с гуглом.

Почитайте про теплоёмкость, этот пункт - особо внимательно и вдумчиво.
   51.0.2704.10351.0.2704.103
+
-1
-
edit
 

Sergeef

опытный
☆★★★
Naib>>> Разница заметна? Физика понятна?
Xan>> Если непонятно, причем тут формула для кинетической энергии, остаётся повторить:
Xan>> Читайте учебники по физике старой советской школы.
Naib> Читайте, Xan, читайте.
Naib> Формула кинетической энергии работает только в случае суперидеального газа с нулевой теплоёмкостью. В реальности - увы.
Naib> Можете ещё пару раз перечитать и пересчитать мой пост с расчётами. Хоть с калькулятором, хоть с гуглом.
Naib> Почитайте про теплоёмкость, этот пункт - особо внимательно и вдумчиво.
Ну не возможно такое огромное количество водорода нагреть до 1500 град, там с теплоемкостью лажа, особенно при высоких температурах, в противном случае сам углекислый газ нагревался бы до огромных температур.
Уменьшите количество водорода вдвое и попробуйте подбить бабки...
   8.08.0
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

Naib

опытный

Sergeef> Ну не возможно такое огромное количество водорода нагреть до 1500 град, там с теплоемкостью лажа, особенно при высоких температурах, в противном случае сам углекислый газ нагревался бы до огромных температур.

Цифрами докажете?
Теплоёмкость водорода меняется не так уж сильно. Термической диссоциации при 1500 ещё почти нет, по крайней мере, её вклад незначителен.

Да, не учтены теплопотери на испарение водорода и кислорода. Это есть.

При особо высоких температурах начинается диссоциация углекислого газа до более термодинамически устойчивого СО. Но если обеспечить достаточный теплоотвод - то количество теплоты будет равно справочной величине.
   51.0.2704.10351.0.2704.103
1 2 3 4

в начало страницы | новое
 
Поиск
Поддержка
Поддержи форум!
ЯндексЯндекс. ДеньгиХочу такую же кнопку
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru