| Autore |
Messaggio |
Domenico
Registrato: 29/08/07 18:36
Messaggi: 12
Residenza: Modena |
|
 Iniettori |
 |
Dato che non sono riuscito a trovare niente sui motori aerospike mi sto dedicando ai propellenti liquidi.  (mmmh, un motore a prop. liquido aerospike....  )
Una tra le cose che non ho capito è il dimensionamento degli iniettori del propellente...
Mettiamo che io devo trovare l'area dell'iniettore sapendo che il fluido è un gas liquefatto autopressurizzato. Su alcune fonti ho trovato che l'area dell'iniettore è uguale a:
A = mp / p * V
dove
A = area in m2
mp = massa del flusso di propellente in kg/s
p = densità del propellente in kg/m3
V = velocità di iniezione del propellente in camera in m/s
Però non mi sembra giusta perchè non tiene conto della pressione a cui si trova il propellente.
Infatti ne ho trovata un'altra:
A = mp/Cd*sqrt(g0*p*dP)
dove
Cd = "discharge coefficient" non trovo una traduzione in italiano e non ho ben capito cosa indichi...
g0 = accelerazione di gravità = 9.81 m/s2 (perchè è presente in questa formula?)
dP (delta P) = "injection pressure drop" credo che sia la differenza tra la pressione del propellente e quella in camera... forse... (unità di misura? pascal?)
sqrt(x) = radice quadrata di x
C'è qualcuno che mi potrebbe chiarire questi dubbi sulla seconda formula? 
Grazie e ciao! 
|
|
| Gio Giugno 26, 2008 9:08 pm |
  |
 |
Kaiser
Registrato: 22/04/06 14:08
Messaggi: 65
Residenza: Varese |
|
| |
|
Ciao,
allora la formula completa, da cui puoi cmq ricavarti la seconda equazione da te scritta è:
mp = (PIGRECO/(2*RADQ2))*Cd*N*(D^2)*RADQ(RHO*DELTAp)
dove
mp= massa di ciascun propellente
Cd = coefficiente correttico di efflusso
N = numero degli ugelli dedicati a quel propellente
D = diametro degli ugelli dedicati a quel propellente
RHO = densità del propellente
DELTAp = caduta di pressione a cavallo degli iniettori, pari al 20% della pressione in camera di combustione.
Da questa formula basta che stabilisci il numero che vuoi di iniettori e ti ricavi così il tuo diametro D e quindi l'area degli iniettori.
Che propellenti liquidi vorresti usare?
Ciao,
Andrea
|
|
| Dom Giugno 29, 2008 10:45 am |
  |
|
Domenico
Registrato: 29/08/07 18:36
Messaggi: 12
Residenza: Modena |
|
| |
|
Grazie, i propellenti che avevo ipotizzato (non lo voglio costruire) sono protossido d'azoto ed etano. Sono già stati utilizzati da un'azienda che produce motori:
http://www.xcor.com/products/engines/3E17_N2O_ethane_rocket_engine.html
Sono relativamente più sicuri, si conservano liquidi a temperatura ambiente sotto pressione e non hanno bisogno di turbopompe o bombole aggiuntive di gas perchè sono auto-pressurizzati. (l'Isp si dovrebbe aggirare sui 260 s)
Ma il coefficiente correttico Cd a quanto equivale?
|
|
| Dom Giugno 29, 2008 2:35 pm |
|
|
Kaiser
Registrato: 22/04/06 14:08
Messaggi: 65
Residenza: Varese |
|
| |
|
Il coefficiente Cd dipende molto dalla geometria dell'iniettore.
In generale è compreso tra 0,6 e 0,9.
Ciao!
|
|
| Dom Giugno 29, 2008 4:25 pm |
|
|
Domenico
Registrato: 29/08/07 18:36
Messaggi: 12
Residenza: Modena |
|
| |
|
Grazie ancora. 
Comunque ho stravolto completamente il progetto che avevo in mente, ho cambiato il combustibile da etano a etanolo (alcool etilico/denaturato). Dato che l'etanolo a condizioni standard è un liquido il combustibile viene pressurizzato con il protossido (tramite un pistone), come nel triibrido RATTworks. (in effetti mi sono "ispirato" molto a quello... )
Il problema è che secondo il progetto che ho fatto, il risultato finale è una bestia di motore di 1,5 m di lunghezza e 54 mm di diametro.... 
Spinta di 1000 N e durata di 3 secondi con 1.4 kg di propellente, però visto che il protossido cala di pressione la durata sarà qualcosa in più.
Classe: L1000...
Forse è meglio che lascio stare...
|
|
| Mer Luglio 02, 2008 10:27 pm |
|
|
Domenico
Registrato: 29/08/07 18:36
Messaggi: 12
Residenza: Modena |
|
| |
|
Ho un altro problema, lo scrivo qua così non apro diecimila discussioni...
Questo è il triibrido RATTworks, molto simile al mio progetto tranne per il grain di ABS che non c'è:
Il liquido rosa è il protossido, quello verde l'alcool.
Ovviamente, dato che il livello del protossido scende, la pressione nel serbatoio cala.
Quindi è possibile che la pressione in camera superi quella del serbatoio, con conseguenze disastrose...
Come posso evitarlo? Abbasso la pressione in camera?
O forse, abbassandosi la pressione nel serbatoio diminuisce la quantità di propellente che passa per gli iniettori e quindi anche la pressione nella camera...
Sono un pò confuso... 
Ciao.
|
|
| Gio Luglio 03, 2008 12:37 pm |
|
|
Kaiser
Registrato: 22/04/06 14:08
Messaggi: 65
Residenza: Varese |
|
| |
|
Ciao, così la prima impressione è che usare un pistone sia un pò una complicazione visto che avresti una corsa lunga da coprire col pistone e poi se non hai buone tenute su di esso non riusciresti a impedire che si miscelino i 2 fluidi cambiando poi le prestazioni.
In effetti poi potresti avere ritorni dalla camera di combustione a meno che non prendi un bel margine sulla pressione del serbatoio. Comunque con combustibili liquidi puoi pensare di utilizzare due valvoline di non ritorno (check valve).
Ciao!!
|
|
| Ven Luglio 04, 2008 6:40 pm |
|
|
Domenico
Registrato: 29/08/07 18:36
Messaggi: 12
Residenza: Modena |
|
| |
|
Considerando che la pressione di vapore del N2O è 53 bar a 20°C (e più di 60 a 25°C!) e quella in camera 20 bar credo che ci sia un margine abbastanza sicuro.
Si, il pistone complica un pò le cose, magari costruendolo in Teflon (è compatibile con alcool e N2O?)
e usando degli o-ring si risolve.
E' sorto un altro problema... in questi motori bipropellente con tutto compreso in un unico tubo non c'è spazio per elettrovalvole, quindi diventa un problema far fluire in camera tutti e due i propellenti nello stesso momento. (altrimenti si rischia un hard start, soprattutto con il N2O...)
Secondo me è proprio per questo che nel triibrido RATTworks hanno aggiunto il grain in plastica. Il motore funziona per un pò come un ibrido, dopo poco tempo (sul sito Ratt dice 3/4 di un secondo) il calore fonde un "tappo" che blocca l'iniettore dell'alcool e inizia la modalità triibrida.
Pensavo di trasformare il motore in un vero e proprio triibrido, ma questo complicherebbe ancora di più le cose!  (esempio: qual è la pressione in camera durante la modalità triibrida?)
Ciao!
Ps: Ho letto in un altra discussione che stavi testando dei serbatoi, ma hai costruito un motore?
|
|
| Ven Luglio 04, 2008 8:52 pm |
|
|
Kaiser
Registrato: 22/04/06 14:08
Messaggi: 65
Residenza: Varese |
|
| |
|
Ho da poco ripreso a lavorare sul motore. La progettazione l'avevo quasi ultimata e poi darò la lavorazione a qualche officina, mentre monterò io l'impianto di prova.
Ciao!!
|
|
| Mer Luglio 09, 2008 9:28 pm |
|
|
|
