Austrittsgeschwindigkeit bei gegebener molarer spezifischer Wärmekapazität Taschenrechner

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Raketenantrieb

Komponenten einer Gasturbine

Strahlantrieb

Thermodynamik und maßgebliche Gleichungen

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✖Die Gesamttemperatur ist die Summe der statischen Temperatur und der dynamischen Temperatur.ⓘ Gesamttemperatur [T_tot]			+10% -10%
✖Die molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck (eines Gases) ist die Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur von 1 Mol des Gases bei konstantem Druck um 1 °C zu erhöhen.ⓘ Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck [C_{p molar}]			+10% -10%
✖Der Austrittsdruck ist der Druck der Gase, die die Raketendüse verlassen.ⓘ Ausgangsdruck [P_exit]			+10% -10%
✖Der Kammerdruck ist der Druck, der in der Brennkammer einer Rakete erzeugt wird.ⓘ Kammerdruck [P_c]			+10% -10%
✖Das spezifische Wärmeverhältnis eines Gases ist das Verhältnis der spezifischen Wärme des Gases bei konstantem Druck zu seiner spezifischen Wärme bei konstantem Volumen.ⓘ Spezifisches Wärmeverhältnis [Y]			+10% -10%

✖Die Austrittsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der Abgase aus der Primärdüse eines Antriebssystems, beispielsweise einer Rakete oder eines Strahltriebwerks, austreten.ⓘ Austrittsgeschwindigkeit bei gegebener molarer spezifischer Wärmekapazität [C_j]

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Formel

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Austrittsgeschwindigkeit bei gegebener molarer spezifischer Wärmekapazität

Formel

`"C"_{"j"} = sqrt(2*"T"_{"tot"}*"C"_{"p molar"}*(1-("P"_{"exit"}/"P"_{"c"})^(1-1/"Y")))`

Beispiel

`"207.6215m/s"=sqrt(2*"375K"*"122J/K*mol"*(1-("2.1MPa"/"20.1MPa")^(1-1/"1.392758")))`

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Austrittsgeschwindigkeit bei gegebener molarer spezifischer Wärmekapazität Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Ausgangsgeschwindigkeit = sqrt(2*Gesamttemperatur*Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck*(1-(Ausgangsdruck/Kammerdruck)^(1-1/Spezifisches Wärmeverhältnis)))
C_j = sqrt(2*T_tot*C_{p molar}*(1-(P_exit/P_c)^(1-1/Y)))
Diese formel verwendet 1 Funktionen, 6 Variablen

Verwendete Funktionen

sqrt - Eine Quadratwurzelfunktion ist eine Funktion, die eine nicht negative Zahl als Eingabe verwendet und die Quadratwurzel der gegebenen Eingabezahl zurückgibt., sqrt(Number)

Verwendete Variablen

Ausgangsgeschwindigkeit - (Gemessen in Meter pro Sekunde) - Die Austrittsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der Abgase aus der Primärdüse eines Antriebssystems, beispielsweise einer Rakete oder eines Strahltriebwerks, austreten.
Gesamttemperatur - (Gemessen in Kelvin) - Die Gesamttemperatur ist die Summe der statischen Temperatur und der dynamischen Temperatur.
Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck - (Gemessen in Joule pro Kelvin pro Mol) - Die molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck (eines Gases) ist die Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur von 1 Mol des Gases bei konstantem Druck um 1 °C zu erhöhen.
Ausgangsdruck - (Gemessen in Pascal) - Der Austrittsdruck ist der Druck der Gase, die die Raketendüse verlassen.
Kammerdruck - (Gemessen in Pascal) - Der Kammerdruck ist der Druck, der in der Brennkammer einer Rakete erzeugt wird.
Spezifisches Wärmeverhältnis - Das spezifische Wärmeverhältnis eines Gases ist das Verhältnis der spezifischen Wärme des Gases bei konstantem Druck zu seiner spezifischen Wärme bei konstantem Volumen.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Gesamttemperatur: 375 Kelvin --> 375 Kelvin Keine Konvertierung erforderlich
Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck: 122 Joule pro Kelvin pro Mol --> 122 Joule pro Kelvin pro Mol Keine Konvertierung erforderlich
Ausgangsdruck: 2.1 Megapascal --> 2100000 Pascal (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Kammerdruck: 20.1 Megapascal --> 20100000 Pascal (Überprüfen sie die konvertierung hier)
Spezifisches Wärmeverhältnis: 1.392758 --> Keine Konvertierung erforderlich

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

C_j = sqrt(2*T_tot*C_{p molar}*(1-(P_exit/P_c)^(1-1/Y))) --> sqrt(2*375*122*(1-(2100000/20100000)^(1-1/1.392758)))

Auswerten ... ...

C_j = 207.621467097229

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

207.621467097229 Meter pro Sekunde --> Keine Konvertierung erforderlich

ENDGÜLTIGE ANTWORT

207.621467097229 ≈ 207.6215 Meter pro Sekunde <-- Ausgangsgeschwindigkeit

(Berechnung in 00.007 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Shreyash

Rajiv Gandhi Institute of Technology (RGIT), Mumbai

Shreyash hat diesen Rechner und 10+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Anshika Arya

Nationales Institut für Technologie (NIT), Hamirpur

Anshika Arya hat diesen Rechner und 2500+ weitere Rechner verifiziert!

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Massenstrom durch den Motor

Gehen Massendurchsatz = Machzahl*Bereich*Gesamtdruck*sqrt(Spezifisches Wärmeverhältnis*Molmasse/(Gesamttemperatur*[R]))*(1+(Spezifisches Wärmeverhältnis-1)*Machzahl^2/2)^(-(Spezifisches Wärmeverhältnis+1)/(2*Spezifisches Wärmeverhältnis-2))

Komprimierbares Flächenverhältnis

Gehen Flächenverhältnis = ((Spezifisches Wärmeverhältnis+1)/2)^(-(Spezifisches Wärmeverhältnis+1)/(2*Spezifisches Wärmeverhältnis-2))*((1+(Spezifisches Wärmeverhältnis-1)/2*Machzahl^2)^((Spezifisches Wärmeverhältnis+1)/(2*Spezifisches Wärmeverhältnis-2)))/Machzahl

Austrittsgeschwindigkeit bei gegebener Molmasse

Gehen Ausgangsgeschwindigkeit = sqrt(((2*Kammertemperatur*[R]*Spezifisches Wärmeverhältnis)/(Molmasse)/(Spezifisches Wärmeverhältnis-1))*(1-(Ausgangsdruck/Kammerdruck)^(1-1/Spezifisches Wärmeverhältnis)))

Austrittsgeschwindigkeit bei gegebener molarer spezifischer Wärmekapazität

Gehen Ausgangsgeschwindigkeit = sqrt(2*Gesamttemperatur*Molare spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck*(1-(Ausgangsdruck/Kammerdruck)^(1-1/Spezifisches Wärmeverhältnis)))

Raketenaustrittsdruck

Gehen Ausgangsdruck = Kammerdruck*((1+(Spezifisches Wärmeverhältnis-1)/2*Machzahl^2)^-(Spezifisches Wärmeverhältnis/(Spezifisches Wärmeverhältnis-1)))

Austrittsgeschwindigkeit bei gegebener Machzahl und Austrittstemperatur

Gehen Ausgangsgeschwindigkeit = Machzahl*sqrt(Spezifisches Wärmeverhältnis*[R]/Molmasse*Ausgangstemperatur)

Erforderliche Leistung zur Erzeugung der Abgasstrahlgeschwindigkeit bei gegebener Raketenmasse und Beschleunigung

Gehen Strom erforderlich = (Masse der Rakete*Beschleunigung*Effektive Austrittsgeschwindigkeit einer Rakete)/2

Raketenaustrittstemperatur

Gehen Ausgangstemperatur = Kammertemperatur*(1+(Spezifisches Wärmeverhältnis-1)/2*Machzahl^2)^-1

Totaler Impuls

Gehen Totaler Impuls = int(Schub,x,Anfangszeit,Das letzte Mal)

Erforderliche Leistung zur Erzeugung der Abgasstrahlgeschwindigkeit

Gehen Strom erforderlich = 1/2*Massendurchsatz*Ausgangsgeschwindigkeit^2

Schub bei gegebener Abgasgeschwindigkeit und Massendurchsatz

Gehen Schub = Massendurchsatz*Ausgangsgeschwindigkeit