No sé por dónde empezar con los cálculos - motor de cohete
El año pasado me topé con el pdf "Cómo diseñar, construir y probar un motor de cohete" y desde entonces me ha intrigado hacer uno (o al menos calcularlo). Así que he estado investigando un poco y buscando en Internet y ahora tengo:
- Elementos de propulsión de cohetes de Sutton, octava edición (2010) para la mayoría de ecuaciones y
- CEAgui, una GUI para el código CEA (Equilibrio químico con aplicaciones) de la NASA para calcular las métricas de combustible
Ahora, he estado tratando de encontrar la secuencia de ecuaciones correcta para calcular todo lo necesario para hacer un motor cohete. Lo único que sé que acepto estas "medidas" calculadas por CEA a continuación son el empuje deseado (500N) y, dado que estoy usando el mismo combustible, como en el video a continuación, el L * de aproximadamente 1 metro. Básicamente estoy tratando de hacer un programa que se parezca mucho al de ellos.(marca de tiempo: poco más de 18:00 minutos en el video). Me he quedado atascado en la velocidad de salida porque no conozco el Isp para el flujo de combustible y debido a la referencia circular de la velocidad de salida y otras unidades (lo siento, no conozco el otro nombre ... como velocidad y peso / masa ..) No puedo calcular nada. ¿Debería simplemente hacer una suposición de Isp y trabajar con eso como lo hacen en "Cómo diseñar, construir ... un motor cohete" pero no lo hacen de esa manera?
Los cálculos de CEA:
COMBUSTIBLE C2H5OH 0.9600000 -234959.795 298.000
OXIDANTE O2 (L) 1.0000000 -12979.000 90.000
COMBUSTIBLE H2O (L) 0.0400000 -285841.390 298.000
O / F = 2.00000% COMBUSTIBLE = 33.333333 R, EQ.RATIO = 1.000180 PHI, EQ.RATIO = 1.000213
CÁMARA DE GARGANTA
Pinf / P 1.0000 1.7710
P, BAR 20.000 11.293
T, K 3310.90 3013.12
RHO, KG / CU M 1.7688 0 1.0975 0
H, KJ / KG -2114,04 -2730,84
U, KJ / KG -3244.72 -3759.83
G, KJ / KG -39913,9 -37131,0
S, KJ / (KG) (K) 11,4168 11,4168
M, (1 / n) 24,347 24,347
Cp, KJ / (KG) (K) 2.0830 2.0589
GAMMA 1.1961 1.1988
SON VEL, M / SEC 1162.9 1110.7
NÚMERO MACH 0.000 1.000
PARAMETROS DE RENDIMIENTO
Ae / A 1,0000
CSTAR, M / SEC 1640.8
CF 0.6769
Ivac, M / SEC 2037.1
Isp, M / SEC 1110.7
Respuestas
La razón por la que no puede terminar sus cálculos es que le falta la mitad del motor. Tendrá que tomar algunas decisiones sobre la boquilla para obtener la velocidad de escape.
Tomaré algunas decisiones por usted y le mostraré cómo solucionarlo.
La altitud de diseño de su motor será de 11,8 km.
Esto significa que la presión del plano de salida de la boquilla será de 0,2 bar.
(de las tablas de atmósfera: utilicé la atmósfera estándar de EE. UU. 1962).
Dice que la presión de su cámara es de 20 bar. Por lo tanto, la relación de presión de la boquilla es 100.
Sabiendo esto, y gamma (dices que es 1.2) podemos usar la tabla 3-5 de Sutton, 4ª edición. (El subíndice 1 se refiere a la entrada de la boquilla , el subíndice t se refiere a la garganta )

Esto le da una razón de velocidad de 2.5 (flecha roja) y una razón de área de 11 (flecha azul).
Dices que la velocidad de la garganta es 1110,7 m / s.
Multiplique por la relación de velocidades y obtendrá una velocidad de escape de 2776 m / s .
¿No te gustan los 11,8 km? Elija otra cosa y vuelva a hacerlo.
¿No te gusta usar el gráfico? Todas las ecuaciones están en Sutton. (3-25) y (3-26) en la 4a edición.