Проект "Байконур". Ракетный котел: от теории к практике

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Про циклы не сказано.

 

Циклы чего?

 

Продолжение: Между Объемом упомянутым в предыдущем посте ставим райзер. В качестве мысленного эксперимента разворачиваем райзер...вниз. Поставили и получили объем газов, занимающего объем райзера дополнительно к выталкиванию против атмосферы. Работа в чистом виде, причем на старте, пока не инициировано вторичное горение работу придется выполнять самому, ибо у газов нет на нее энергии. Разумеется, при восстановлении значения энтропии, газу ничего не стоит сию работу совершить, только пользы от этой работу ноль, большой жирный и круглый. А на растопку придется городить ЗЛХ или продлить ГК, объединив его с райзером. Короче райзер ставим горизонтально и получаем просто прирост уже установленного объема расширительной камеры. Т е не получаем ничего, кроме некоторого увеличения теплонапряженности стенок и некоторого улучшения горения за счет удлинения высокотемпературной зоны. Но тот же эффект получается и при удлинении ГК с "правильно установленным райзером, т е направляющим газовый поток вверх. В общем ставим райзер как мы уже привыкли и смотрим, что получается... Продолжение следует...

 

По поводу удлиньнения ГК выплывает момент НЕ нужности райзера ...однако. Это мы обсуждали с тобой года три назад. Одна оговорка токма: ...НА ХОРОШЕМ топливе=сухие дрова... ! Винтик легко может переделать свой девайс строго под ДГК и получить горелку. Единственное, что будет НЕ ТО, это отсутствие СТОПа и режимы будут начинаться с форсажа. После прогрева будет присутствовать регулировка.

 

В сборном посте пытался описать цикличность горения в ракете (частности Берга) которая и дала название, а не тольковизуальная схожесть райзера. Ракетный звук при масшабировании типа исчезает уходя в инфразвук, снижая частоту от геометрии. Ещё раз убеждаюсь в том, что сей пост за годы никто так и не осилил...

 

Вроде с Сеней и другом с Узбекистана акустику рассмотрели. Образование колебаний будет далее, в продолжении...

 

Акустика следствие... геометрии. А, тут предлагают её менять...

 

Нет, акустика следствие процессов. Геометрия влияет лишь на параметры акустики. В последних опытах акустика была практически подавлена...

 

Или ушла в инфразвук или уже не ракета...

 

Что происходит в вертикальном райзере, если из него сделать вторую, полноценную камеру сгорания?
В предыдущих постах, мы рассматривали всяческие "изощрения" дабы "подготовить" нашу систему к нормальному функционированию второй, "газовой фазы" сжигания топлива. Мы, создали в топливнике условия, при которых происходит управляемое с помощью дросселя выделение горючего газа, использовали физику и химию, для поддержания в газе необходимой для горения концентрации горючих компонентов и сделали так, чтобы именно этот газ поступал "газовую форсунку", которая получилась после "модификации" дроссельного устройства. Мы определили некоторые особенности (о них чуть позже, при общем анализе "проекта") и температуры самовоспламенения подготовленной в дроссельном устройстве ТВС. И вот, эта самая ТВС у нас вспыхнула...Если, мы выполнили все пункты начала поста, то на входе райзера у нас выделится от 40 до 70% энергии выделившейся в топливнике в процессе получения ПГ. Ну, возьмем серединку -50% и имеем ввиду, что это энергия была скрыта в энергии химической связи компонентов ПГ и она просуммировалась с той энергией, которая пришла из топливника. Вспомним, что энтальпия, а по другому тепло и кинетическая энергия газового потока пришла к нам в неизменном виде из топливника. Мы только увеличили энтропию в дроссельном процессе, но после начала горения энтропия изменилась, она уменьшилась потому, что энтропия есть мера теплового равновесия системы, а мы вывели систему из равновесия добавкой энергии. Скажем, к нам зашел ПГ с температурой 550 градусов и ВВ, который, мы тоже постарались подогреть. В результате контакта ПГ и ВВ образовалась зона смешения газов в которой температура газовой смеси превысила температуру самовоспламенения. Произошло возгорание смеси, в "проекте" за счет конструкции дроссельного устройства воспламенившаяся, но еще не прореагировавшая смесь газов попала в райзер, в котором, опять же в зависимости от некоторых условий она и закончила горение. При этом температура газов значительно выросла, до 2 раз в сравнении с входящей (до 1150 градусов, выше температуру поднимать не надо в силу начала массового образования оксидов азота). Таким образом мы видим, что вся "химическая" энтальпия перешла в газ, а следовательно в его кинетическую энергию. Как помним из предыдущих постов кинетической энергией может быть как температура газа, так и скорость газового потока. Также, энергия газа может быть потрачена на совершение работы, такой например как проталкивание газа через газовые каналы и работу по вытеснению газов против атмосферного давления. Ну и разумеется в райзере, который имеет сравнительно малый объем и достаточно большую длину, энергии газа с лихвой хватит вытеснить "местный" газ и подвинуть весь "атмосферный столб" на величину объема райзера. В отсутствии теплообмена со стенками (райзер утеплен) энтропии не оставляем шансов расти. В итоге энергия может пойти только на увеличение кинетической энергии газового потока и на рост давления, но только в случае, если для газа не будет предоставлен "свободный" объем". Если же он будет предоставлен, то вся энергия пойдет на "разгон газа" и как ранее уже писал на совершения работы, в том числе и на преодоления всяких сопротивлений, создающих препятствия течению газовому потоку.
Таким образом мы видим, что теперь основным фактором для сохранения движения газа становится предоставление газу "свободного объема" для того, чтобы энтальпия газа не перешла в давление...
Вспомним формулу изменения энтальпии dH=TdS+PdV, Энтропия и температура у нас не меняются, т е они по сути являются в райзере постоянной величиной. Следовательно dH=PdV+К-(const). Если у нас и давление не должно меняться, а оно не должно, поскольку ... Приведу аналогию. Нам надо из А проехать в В. Лучше всего это сделать на максимальной постоянной разрешенной скорости. Превышение скорости - остановка ГИБДД штраф и в итоге приезжаем позже. Едем медленнее и приезжаем тоже позже...
Ну вот, теперь видим, что dH=dV, в смысле не много раз равен, а соотносится с dV.
Да и помним, что от энтальпии мы должны откусить еще и тепло, то, ради которого мы все это затевали. Для этого то мы и устанавливаем ТО. Однако установив ТО мы возрождаем слагаемое TdS, т е отбирая тепло мы наращиваем энтропию. Ее рост приведет не только к потере работоспособности газа, но и к потере тепла, которое уйдет в атмосферу. Помним, максимум энтропии соответствует состоянию теплового равновесия. Например, внутренний контур обвязки котла с целью предотвратить его коррозию - увеличивает энтропию, поскольку поднимает температурное равновесие системы. Вывести такую систему из равновесия может дымовая труба, поскольку чем газы горячее тем больший их объем она может отвести, отвести вместе с теплом...
В общем мы пришли к выводу, что ТО есть вполне себе особоважный компонент нашей системы, и что по сути он работает в связке с райзером, формируя необходимые ФХ условия для функционирования райзера как вторичной камеры сгорания топлива... Продолжение следует...

 

С точки зрения троглодита драпающий за горизонт мамонт больше похож на зайца, в первую очередь за счет его геометрических размеров, а не скорости улепетывания, поскольку вблизи горизонта оная малозаметна и не подлежит вычислению. А размерность как раз заячья... Был мамонт, стал заяц...

 

Зачем вытягивать температуру компонентов до температуры самовоспламенения? Тогда как воспламенение возможно от "зажигалки", т. е. источника огня или раскаленной поверхности в самом райзере?
Процесс подготовки (нагрева) газов связан с горением, т. е. "зажигалка" в райзере присутствует всегда...
Соответственно проще газы не догревать до температуры самовоспламенения, но более качественно смешивать, а уже смешанную ГВС (газо-воздушную смесь) зажигать в райзере...
Так как гомогенное горение отличается от гетерогенного диффузионного горения распространением пламени по потоку смеси, будем иметь дело с кратковременными вспышками взрывного горения на участке от места воспламенения до порта-дросселя...

 

Вот же она цикличность!

 

@Кольчугин, Готовая ТВС может не просто сгореть, она сможет и сдетонировать. Детонация нам также нужна как и ДВС. Последствия те же, да еще и срыв горения, поскольку волна избыточного давления и само получение ТВС сорвет...Они, вспышки и так формируются, но их лучше держать в узде и использовать для лучшего перемешивания основной части газовой смеси...