Calculadora Caudal másico a través del motor

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Teoría de los cohetes

✖El número de Mach es una cantidad adimensional que representa la relación entre la velocidad del flujo más allá de un límite y la velocidad local del sonido.ⓘ Número de Mach [M]			+10% -10%
✖El área es la cantidad de espacio bidimensional que ocupa un objeto.ⓘ Área [A]			+10% -10%
✖La presión total es la suma de todas las fuerzas que ejercen las moléculas de gas sobre las paredes de su recipiente.ⓘ Presión total [P_t]			+10% -10%
✖La relación de calor específico de un gas es la relación entre el calor específico del gas a presión constante y su calor específico a volumen constante.ⓘ Relación de calor específico [Y]			+10% -10%
✖La masa molar es la masa de una sustancia determinada dividida por la cantidad de sustancia.ⓘ Masa molar [M_molar]			+10% -10%
✖La temperatura total es la suma de la temperatura estática y la temperatura dinámica.ⓘ Temperatura Total [T_tot]			+10% -10%

✖La tasa de flujo másico representa la cantidad de masa que pasa a través de un sistema por unidad de tiempo.ⓘ Caudal másico a través del motor [m_a]

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Fórmula

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Caudal másico a través del motor

Fórmula

`"m"_{"a"} = "M"*"A"*"P"_{"t"}*sqrt("Y"*"M"_{"molar"}/("T"_{"tot"}*"[R]"))*(1+("Y"-1)*"M"^2/2)^(-("Y"+1)/(2*"Y"-2))`

Ejemplo

`"460.4282kg/s"="1.4"*"50m²"*"0.004MPa"*sqrt("1.392758"*"44.01g/mol"/("375K"*"[R]"))*(1+("1.392758"-1)*("1.4")^2/2)^(-("1.392758"+1)/(2*"1.392758"-2))`

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Caudal másico a través del motor Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Tasa de flujo másico = Número de Mach*Área*Presión total*sqrt(Relación de calor específico*Masa molar/(Temperatura Total*[R]))*(1+(Relación de calor específico-1)*Número de Mach^2/2)^(-(Relación de calor específico+1)/(2*Relación de calor específico-2))
m_a = M*A*P_t*sqrt(Y*M_molar/(T_tot*[R]))*(1+(Y-1)*M^2/2)^(-(Y+1)/(2*Y-2))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funciones, 7 Variables

Constantes utilizadas

[R] - constante universal de gas Valor tomado como 8.31446261815324

Funciones utilizadas

sqrt - Una función de raíz cuadrada es una función que toma un número no negativo como entrada y devuelve la raíz cuadrada del número de entrada dado., sqrt(Number)

Variables utilizadas

Tasa de flujo másico - (Medido en Kilogramo/Segundo) - La tasa de flujo másico representa la cantidad de masa que pasa a través de un sistema por unidad de tiempo.
Número de Mach - El número de Mach es una cantidad adimensional que representa la relación entre la velocidad del flujo más allá de un límite y la velocidad local del sonido.
Área - (Medido en Metro cuadrado) - El área es la cantidad de espacio bidimensional que ocupa un objeto.
Presión total - (Medido en Pascal) - La presión total es la suma de todas las fuerzas que ejercen las moléculas de gas sobre las paredes de su recipiente.
Relación de calor específico - La relación de calor específico de un gas es la relación entre el calor específico del gas a presión constante y su calor específico a volumen constante.
Masa molar - (Medido en Kilogramo por Mole) - La masa molar es la masa de una sustancia determinada dividida por la cantidad de sustancia.
Temperatura Total - (Medido en Kelvin) - La temperatura total es la suma de la temperatura estática y la temperatura dinámica.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Número de Mach: 1.4 --> No se requiere conversión
Área: 50 Metro cuadrado --> 50 Metro cuadrado No se requiere conversión
Presión total: 0.004 megapascales --> 4000 Pascal (Verifique la conversión aquí)
Relación de calor específico: 1.392758 --> No se requiere conversión
Masa molar: 44.01 Gramo por Mole --> 0.04401 Kilogramo por Mole (Verifique la conversión aquí)
Temperatura Total: 375 Kelvin --> 375 Kelvin No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

m_a = M*A*P_t*sqrt(Y*M_molar/(T_tot*[R]))*(1+(Y-1)*M^2/2)^(-(Y+1)/(2*Y-2)) --> 1.4*50*4000*sqrt(1.392758*0.04401/(375*[R]))*(1+(1.392758-1)*1.4^2/2)^(-(1.392758+1)/(2*1.392758-2))

Evaluar ... ...

m_a = 460.428167323859

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

460.428167323859 Kilogramo/Segundo --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

460.428167323859 ≈ 460.4282 Kilogramo/Segundo <-- Tasa de flujo másico

(Cálculo completado en 00.004 segundos)

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Créditos

Creado por Shreyash

Instituto de Tecnología Rajiv Gandhi (RGIT), Bombay

¡Shreyash ha creado esta calculadora y 10+ más calculadoras!

Verificada por Kartikay Pandit

Instituto Nacional de Tecnología (LIENDRE), Hamirpur

¡Kartikay Pandit ha verificado esta calculadora y 400+ más calculadoras!

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Caudal másico a través del motor

Vamos Tasa de flujo másico = Número de Mach*Área*Presión total*sqrt(Relación de calor específico*Masa molar/(Temperatura Total*[R]))*(1+(Relación de calor específico-1)*Número de Mach^2/2)^(-(Relación de calor específico+1)/(2*Relación de calor específico-2))

Relación de área compresible

Vamos Relación de área = ((Relación de calor específico+1)/2)^(-(Relación de calor específico+1)/(2*Relación de calor específico-2))*((1+(Relación de calor específico-1)/2*Número de Mach^2)^((Relación de calor específico+1)/(2*Relación de calor específico-2)))/Número de Mach

Velocidad de salida dada Masa molar

Vamos Velocidad de salida = sqrt(((2*Temperatura de la cámara*[R]*Relación de calor específico)/(Masa molar)/(Relación de calor específico-1))*(1-(Presión de salida/Presión de la cámara)^(1-1/Relación de calor específico)))

Velocidad de salida dada la capacidad calorífica específica molar

Vamos Velocidad de salida = sqrt(2*Temperatura Total*Capacidad calorífica específica molar a presión constante*(1-(Presión de salida/Presión de la cámara)^(1-1/Relación de calor específico)))

Presión de salida del cohete

Vamos Presión de salida = Presión de la cámara*((1+(Relación de calor específico-1)/2*Número de Mach^2)^-(Relación de calor específico/(Relación de calor específico-1)))

Velocidad de salida dado el número de Mach y la temperatura de salida

Vamos Velocidad de salida = Número de Mach*sqrt(Relación de calor específico*[R]/Masa molar*Temperatura de salida)

Temperatura de salida del cohete

Vamos Temperatura de salida = Temperatura de la cámara*(1+(Relación de calor específico-1)/2*Número de Mach^2)^-1

Potencia necesaria para producir la velocidad del chorro de escape dada la masa del cohete y la aceleración

Vamos Energía requerida = (masa de cohete*Aceleración*Velocidad de escape efectiva del cohete)/2

Impulso Total

Vamos impulso total = int(Empuje,x,Tiempo inicial,Tiempo final)

Potencia necesaria para producir la velocidad del chorro de escape

Vamos Energía requerida = 1/2*Tasa de flujo másico*Velocidad de salida^2

Empuje dado la velocidad de escape y el caudal másico

Vamos Empuje = Tasa de flujo másico*Velocidad de salida

Empuje dado Masa y Aceleración del Cohete

Vamos Empuje = masa de cohete*Aceleración

Empuje de propulsión de fotones

Vamos Empuje = 1000*Poder en chorro/[c]

Aceleración del cohete

Vamos Aceleración = Empuje/masa de cohete

Caudal másico a través del motor Fórmula

¿Qué es el caudal másico?

La cantidad de masa que fluye a través de un área en un tiempo determinado se conoce como caudal másico. Es una medida de la velocidad a la que los gases y líquidos pasan a través de un área específica. Es un factor importante que determina la cantidad de empuje producido.

Condición para caudal másico máximo

El caudal másico máximo se produce cuando el número de Mach es igual a uno. Esta condición se conoce como ahogo y es un factor importante para determinar las características y el límite de un motor.

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