Witam,
jak zaprojektować tę dyszę? Jak wyznaczyć długość części krytycznej oraz krzywe opisujące kształt konfuzora i dyfuzora? Przy uproszczonym kształcie (stożki zamiast paraboloid) najczęściej spotykane wartości to kąt rozwarcia części wlotowej: 90 stopni, a częsci wylotowej, między 16, a 24 stopnie. Jak je wyznaczono?
Stopień ekspansji dyszy to stosunek pola przekroju wylotowego do pola przekroju krytycznego, tak? Jak go dobrać dla określonego ciśnienia zewnętrznego? Czy są jakieś tabele?
pozdr,
Dysza de Lavala
-
robercik
- Supersonic PROFI
- Posty: 1362
- Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
- Lokalizacja: Gdynia
- Kontakt:
Re: Dysza de Lavala
Temat dobry i traktowany nieco po macoszemu.
Zapoznaj się z wynikami programu Guipep (PROPEP) do symulacji paliw rakietowych. Jeśli zaznaczysz opcję "Boost velocities and nozzle design" oprócz normalnych wyników otrzymasz na końcu tabelę w takiej formie:
EXP. EXIT EXIT EXIT OPTIMUM OPTIMUM VACUUM VACUUM SEA LV SEA LV
RATIO PRESS PRESS TEMP IMPULSE IMPULSE IMPULS IMPULS IMPULS IMPULS
ATM SI K SEC SI SEC SI SEC SI
1. 37.502 3798.9 1662. 94.2 924. 168.5 1653. 166.5 1650.
2. 12.501 1266.3 1342. 150.1 1472. 199.7 1958. 195.7 1939.
3. 4.341 439.7 1146. 182.2 1786. 208.0 2040. 202.0 2001.
4. 2.885 292.3 1078. 191.9 1882. 214.8 2106. 206.8 2049.
5. 2.118 214.5 1029. 198.5 1947. 219.5 2152. 209.6 2076.
6. 1.651 167.3 992. 203.5 1995. 223.1 2188. 211.2 2092.
7. 1.341 135.8 961. 207.3 2033. 226.0 2216. 212.1 2101.
8. 1.121 113.6 936. 210.5 2065. 228.3 2239. 212.5 2105.
9. 0.958 97.1 914. 213.2 2091. 230.3 2258. 212.5 2105.
10. 0.834 84.4 895. 215.5 2113. 232.0 2275. 212.2 2102.
11. 0.735 74.5 878. 217.5 2133. 233.5 2290. 211.7 2097.
12. 0.656 66.4 864. 219.3 2150. 234.9 2303. 211.1 2091.
Zaznaczyłem tylko kilkanaście wierszy, jest ich 100.
W pierwszej kolumnie masz stopień ekspansji dyszy, w drugiej kolumnie ciśnienie do jakiego rozprężą się gazy w przekroju wylotowym, następnie temp. spalin, i w końcu trzy kolumny z impulsem paliwa dla różnych warunków pracy silnika. To wszystko w różnych jednostkach więc trzeba wybrać odpowiednio. Nas interesuje w zasadzie przed ostatnia kolumna.
W zależności od ciśnienia panującego w komorze silnika odczytujesz stopień ekspansji przy którym impuls paliwa jest największy (gazy rozprężyły się do ciśnienia atmosferycznego).
Ciśnienie w komorze ma zasadnicze znaczenie. To na jaką wysokość wzbije się rakieta, jak dla nas nie ma znaczenia - dotyczące Nas wszystkich silniki kończą pracę na kilkuset metrach gdzie ciśnienie w porównaniu do tego w komorze zmienia się nieznacznie
Zapytałeś także o długość przekroju krytycznego. Ze względu na pewną erozyjność grafitu lepiej ze względów praktycznych dać długość równą średnicy przekroju krytycznego. Dla przekroju o długości zero łatwo go rozkalibrować przy czyszczeniu dyszy.
Co do stożka wlotowego używam 30 stopni od osi ale obserwacja popiołów każe sądzić że lepiej byłoby jeszcze trochę mniej.
Co do samych kształtów stożków widziałem zaawansowane symulacje w programie Fluent. Mała dysza stożkowa jest porównywalna do dzwonowej jeśli jej kąt rozwarcia wynosi 14 - 16 stopni (od osi). Z doświadczenia mogę powiedzieć że małą dyszę 14 stopni ciężko już wytoczyć nawet małym nożem, toczę więc 15 stopni
pzdr
Zapoznaj się z wynikami programu Guipep (PROPEP) do symulacji paliw rakietowych. Jeśli zaznaczysz opcję "Boost velocities and nozzle design" oprócz normalnych wyników otrzymasz na końcu tabelę w takiej formie:
EXP. EXIT EXIT EXIT OPTIMUM OPTIMUM VACUUM VACUUM SEA LV SEA LV
RATIO PRESS PRESS TEMP IMPULSE IMPULSE IMPULS IMPULS IMPULS IMPULS
ATM SI K SEC SI SEC SI SEC SI
1. 37.502 3798.9 1662. 94.2 924. 168.5 1653. 166.5 1650.
2. 12.501 1266.3 1342. 150.1 1472. 199.7 1958. 195.7 1939.
3. 4.341 439.7 1146. 182.2 1786. 208.0 2040. 202.0 2001.
4. 2.885 292.3 1078. 191.9 1882. 214.8 2106. 206.8 2049.
5. 2.118 214.5 1029. 198.5 1947. 219.5 2152. 209.6 2076.
6. 1.651 167.3 992. 203.5 1995. 223.1 2188. 211.2 2092.
7. 1.341 135.8 961. 207.3 2033. 226.0 2216. 212.1 2101.
8. 1.121 113.6 936. 210.5 2065. 228.3 2239. 212.5 2105.
9. 0.958 97.1 914. 213.2 2091. 230.3 2258. 212.5 2105.
10. 0.834 84.4 895. 215.5 2113. 232.0 2275. 212.2 2102.
11. 0.735 74.5 878. 217.5 2133. 233.5 2290. 211.7 2097.
12. 0.656 66.4 864. 219.3 2150. 234.9 2303. 211.1 2091.
Zaznaczyłem tylko kilkanaście wierszy, jest ich 100.
W pierwszej kolumnie masz stopień ekspansji dyszy, w drugiej kolumnie ciśnienie do jakiego rozprężą się gazy w przekroju wylotowym, następnie temp. spalin, i w końcu trzy kolumny z impulsem paliwa dla różnych warunków pracy silnika. To wszystko w różnych jednostkach więc trzeba wybrać odpowiednio. Nas interesuje w zasadzie przed ostatnia kolumna.
W zależności od ciśnienia panującego w komorze silnika odczytujesz stopień ekspansji przy którym impuls paliwa jest największy (gazy rozprężyły się do ciśnienia atmosferycznego).
Ciśnienie w komorze ma zasadnicze znaczenie. To na jaką wysokość wzbije się rakieta, jak dla nas nie ma znaczenia - dotyczące Nas wszystkich silniki kończą pracę na kilkuset metrach gdzie ciśnienie w porównaniu do tego w komorze zmienia się nieznacznie
Zapytałeś także o długość przekroju krytycznego. Ze względu na pewną erozyjność grafitu lepiej ze względów praktycznych dać długość równą średnicy przekroju krytycznego. Dla przekroju o długości zero łatwo go rozkalibrować przy czyszczeniu dyszy.
Co do stożka wlotowego używam 30 stopni od osi ale obserwacja popiołów każe sądzić że lepiej byłoby jeszcze trochę mniej.
Co do samych kształtów stożków widziałem zaawansowane symulacje w programie Fluent. Mała dysza stożkowa jest porównywalna do dzwonowej jeśli jej kąt rozwarcia wynosi 14 - 16 stopni (od osi). Z doświadczenia mogę powiedzieć że małą dyszę 14 stopni ciężko już wytoczyć nawet małym nożem, toczę więc 15 stopni
pzdr
Dzięki!
znalazlem ciekawy applet na pewnej stronie (niestety na razie nie mogę jej wkleić ponieważ antyspam filtr nie pozwala mi na to), ale był on dla mnie niewystarczający.
Niezłą rzeczą było to, że dobierając stopień ekspansji dyszy można zmaksymalizować prędkość gazów wylotowych. Jest to w zasadzie oczywiste, niemniej jednak, applet podaje to czarno na białym. Tabelkę z heat capacity ratio dla różnych gazów, nie wszystkich niestety, można znaleźć na angielskiej wikipedii.
pozdr,
znalazlem ciekawy applet na pewnej stronie (niestety na razie nie mogę jej wkleić ponieważ antyspam filtr nie pozwala mi na to), ale był on dla mnie niewystarczający.
Niezłą rzeczą było to, że dobierając stopień ekspansji dyszy można zmaksymalizować prędkość gazów wylotowych. Jest to w zasadzie oczywiste, niemniej jednak, applet podaje to czarno na białym. Tabelkę z heat capacity ratio dla różnych gazów, nie wszystkich niestety, można znaleźć na angielskiej wikipedii.
pozdr,
Ciekawe jest zestawienie tych wyników. Wynika z niego że optimum dla tego ciśnienia to gdzieś 8,5 a dla 3 straci się około 4,5 % impulsu. Uwzględniając to,że krótsza dysza będzie znacznie lżejsza, no i łatwiejsza do wytoczenia. wychodzi na to, że lepiej dać stopień rozprężenia mały. Optimum to będzie gdzieś około 4-5. Wyszło na to, że niepotrzebnie się tyle narobiłem...
-
robercik
- Supersonic PROFI
- Posty: 1362
- Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
- Lokalizacja: Gdynia
- Kontakt:
Twoje wnioski są generalnie słuszne. Zbyt duży przekrój wylotowy powodujący rozprężenie spalin poniżej ciśnienia otoczenia jest podobno gorszy niż przekrój zbyt mały. Zysk na masie krótszej dyszy jest oczywisty.
Przytoczone przeze mnie liczby dotyczą przykładowego paliwa które ładuje się na starcie programu Guipep i ciśnienia w komorze 68 atm (1000 psi).
To czy się narobiłeś niepotrzebnie zależy jakie ciśnienie masz w silniku, a to - powtarzam znów upierdliwie - trzeba zmierzyć. W przypadku Twoich papierosów dyszkę dostroisz idealnie skoro przez większą część czasu pracy masz stałe ciśnienie w komorze. Najpierw jednak dobrałbym zacisk tak aby optymalnie wykorzystać wytrzymałość korpusu. Dopiero na koniec odciąłbym niepotrzebną część kielicha
Dodam jeszcze że dla paliw dających nagar można łatwo zaobserwować czy kielich wylotowy jest odpowiedniej długości.
Jeśli jest zbyt krótki - nagar sterczy jak "korona" z końca dyszy, jeśli jest zbyt długi widać miejsce w którym kończy się nagar i struga gazowa odrywa się od kielicha wylotowego.
pzdr
ps. Hack, czemu skasowałeś swoją opinię o Fluencie ?
Przytoczone przeze mnie liczby dotyczą przykładowego paliwa które ładuje się na starcie programu Guipep i ciśnienia w komorze 68 atm (1000 psi).
To czy się narobiłeś niepotrzebnie zależy jakie ciśnienie masz w silniku, a to - powtarzam znów upierdliwie - trzeba zmierzyć. W przypadku Twoich papierosów dyszkę dostroisz idealnie skoro przez większą część czasu pracy masz stałe ciśnienie w komorze. Najpierw jednak dobrałbym zacisk tak aby optymalnie wykorzystać wytrzymałość korpusu. Dopiero na koniec odciąłbym niepotrzebną część kielicha
Dodam jeszcze że dla paliw dających nagar można łatwo zaobserwować czy kielich wylotowy jest odpowiedniej długości.
Jeśli jest zbyt krótki - nagar sterczy jak "korona" z końca dyszy, jeśli jest zbyt długi widać miejsce w którym kończy się nagar i struga gazowa odrywa się od kielicha wylotowego.
pzdr
ps. Hack, czemu skasowałeś swoją opinię o Fluencie ?
Dla papierosa 10 będzie ok, tam gdzie on się spali będzie małe ciśnienie atmosferyczne.Miałem tu raczej na myśli cóś takiego:
http://www.fotosik.pl/showFullSize.php? ... 7887fbe1e1
To do silnika startowego, problem był w tym, że stożek jest dłuższy od ruchu sanek na tokarce...
Fajnie by było gdybyś dał tu jeszcze takie pliki dla np 2, 3, 4, 5 MPa.
Ja wiem, że dużo wymagam, ale może w chwili wolnej... byłbym wdzięczny ( nie po raz pierwszy, zresztą)
Pozdrawiam.
http://www.fotosik.pl/showFullSize.php? ... 7887fbe1e1
To do silnika startowego, problem był w tym, że stożek jest dłuższy od ruchu sanek na tokarce...
Fajnie by było gdybyś dał tu jeszcze takie pliki dla np 2, 3, 4, 5 MPa.
Ja wiem, że dużo wymagam, ale może w chwili wolnej... byłbym wdzięczny ( nie po raz pierwszy, zresztą)
Pozdrawiam.
