كتب exhaust gas velocity
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
سرعة غاز العادم (معلومة)
يتحرك الغاز بسرعة أقل من سرعة الصوت عند دخوله إلى الفوهة، وبصغر مساحة مقطع الأنبوب تزداد سرعة الغاز حتى يصل إلى سرعة الصوت عند نقطة الخنق وتكون مساحة المقطع عندها أقل ما يمكن، ثم تزداد مساحة المقطع بعد نقطة الخنق ويتمدد الغاز وتزداد سرعته المحورية (بالإنجليزية: Axial Velocity) ليتحرك بسرعة أكبر من سرعة الصوت.
يمكن حساب السرعة الخطية لخروج غاز العادم من الفوهة من خلال المعادلة الرياضية التالية:
حيث:
- : سرعة خروج غاز العادم عند مخرج الفوهة.
- : درجة الحرارة المطلقة للغاز الداخل.
- : الكتلة الجزيئية للغاز (تعرف أيضا بالوزن الجزيئي).
- = : معامل التمدد الأنتروبي (بالإنجليزية: Isentropic expansion factor)
حيث ( and الحرارة النوعية للغاز عند ثبوت الضغط و ثبوت الحجم على الترتيب)
- : الثابت العام للغازات.
- : الضغط المطلق لغاز العادم عند مخرج الفوهة.
- : الضغط المطلق للغاز الداخل.
بعض القيم النموذجية لسرعة خروج العادم من فوهة دي لافال لمحركات صاروخية تستخدم أنواع مختلفة من الوقود الدافع:
- 1700 إلى 2900 م/ث (3800 إلى 6500 ميل/ساعة) للوقود الدافع السائل الأحادي (بالإنجليزية: Liquid monopropellants).
- 2900 إلى 4500 م/ث (6500 إلى 10100ميل/ساعة) للوقود الدافع السائل الثنائي (بالإنجليزية: Liquid bipropellants).
- 2100 إلى 3200 م/ث (4700 إلى 7200ميل/ساعة) للوقود الدافع الصلب (بالإنجليزية: Solid propellants).
تٌسمى أحيانا سرعة خروج غاز العادم بسرعة الخروج المثالية ويرجع ذلك إلى فرض أن الغاز مثالي.
مثال علي المعادلة السابقة، نفرض أن خصائص الغازات الناتجة عن احتراق الوقود الدافع كالتالي:
- الضغط المطلق لدخول الغاز إلي فوهة دي لافال يساوي 7 ميجا باسكال (بالإنجليزية: ).
- الضغط المطلق لخروج العادم من مخرج الصاروخ_مخرج فوهة دي لافال السمتخدمه فيه_ يساوي 0.1 ميجا باسكال(بالإنجليزية: )
- درجة الحرارة المطلقة للغاز الداخل تساوي 3500 كلفن (بالإنجليزية: )
- معامل التمدد الأنتروبي
- الكتلة الجزيئية للغاز تساوي 22 كغم/ك.مول (بالإنجليزية: )
بالتعويض بالقيم السابقة في معادلة سرعة غاز العادم تنتج سرعة غاز العادم تساوي 2802 م/ث (2.8 كم/ث).
بعض الكتب التقنية قد تكون مربكة أحيانا عندما لا يوضح مؤلفيها هل يستخدمون في المعادلة الثابت العام للغازات أم معامل الغازات (ثابت قانون الغاز) الذي ينطبق فقط علي غازات معينة.
و يمكن الربط بين الثابتين من خلال العلاقة التالية:
Rs = R/M
حيث:
- : الكتلة الجزيئية للغاز (تعرف أيضا بالوزن الجزيئي).
