Velocidade dos gases de escape do foguete Calculadora

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Propulsão de foguete

Componentes da turbina a gás

Jato-Propulsão

Termodinâmica e Equações Governantes

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✖A razão de calor específico descreve a razão entre os calores específicos de um gás a pressão constante e aquele a volume constante.ⓘ Razão de calor específica [γ]			+10% -10%
✖A temperatura na câmara normalmente se refere à temperatura dentro de uma câmara ou gabinete fechado.ⓘ Temperatura na Câmara [T₁]			+10% -10%
✖A pressão de saída do bocal em foguetes refere-se à pressão dos gases de escape na saída do bocal do motor do foguete.ⓘ Pressão de saída do bico [p₂]			+10% -10%
✖A pressão na câmara em foguetes refere-se à pressão dos gases de combustão dentro da câmara de combustão do motor do foguete.ⓘ Pressão na Câmara [p₁]			+10% -10%

✖Jet Velocity é a velocidade efetiva de exaustão.ⓘ Velocidade dos gases de escape do foguete [V_e]

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Fórmula

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Velocidade dos gases de escape do foguete

Fórmula

`"V"_{"e"} = sqrt(((2*"γ")/("γ"-1))*"[R]"*"T"_{"1"}*(1-("p"_{"2"}/"p"_{"1"})^(("γ"-1)/"γ")))`

Exemplo

`"78.16306m/s"=sqrt(((2*"1.33")/("1.33"-1))*"[R]"*"256K"*(1-("1.24MPa"/"7.31MPa")^(("1.33"-1)/"1.33")))`

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Velocidade dos gases de escape do foguete Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Velocidade do Jato = sqrt(((2*Razão de calor específica)/(Razão de calor específica-1))*[R]*Temperatura na Câmara*(1-(Pressão de saída do bico/Pressão na Câmara)^((Razão de calor específica-1)/Razão de calor específica)))
V_e = sqrt(((2*γ)/(γ-1))*[R]*T₁*(1-(p₂/p₁)^((γ-1)/γ)))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funções, 5 Variáveis

Constantes Usadas

[R] - Constante de gás universal Valor considerado como 8.31446261815324

Funções usadas

sqrt - Uma função de raiz quadrada é uma função que recebe um número não negativo como entrada e retorna a raiz quadrada do número de entrada fornecido., sqrt(Number)

Variáveis Usadas

Velocidade do Jato - (Medido em Metro por segundo) - Jet Velocity é a velocidade efetiva de exaustão.
Razão de calor específica - A razão de calor específico descreve a razão entre os calores específicos de um gás a pressão constante e aquele a volume constante.
Temperatura na Câmara - (Medido em Kelvin) - A temperatura na câmara normalmente se refere à temperatura dentro de uma câmara ou gabinete fechado.
Pressão de saída do bico - (Medido em Pascal) - A pressão de saída do bocal em foguetes refere-se à pressão dos gases de escape na saída do bocal do motor do foguete.
Pressão na Câmara - (Medido em Pascal) - A pressão na câmara em foguetes refere-se à pressão dos gases de combustão dentro da câmara de combustão do motor do foguete.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Razão de calor específica: 1.33 --> Nenhuma conversão necessária
Temperatura na Câmara: 256 Kelvin --> 256 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Pressão de saída do bico: 1.24 Megapascal --> 1240000 Pascal (Verifique a conversão aqui)
Pressão na Câmara: 7.31 Megapascal --> 7310000 Pascal (Verifique a conversão aqui)

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

V_e = sqrt(((2*γ)/(γ-1))*[R]*T₁*(1-(p₂/p₁)^((γ-1)/γ))) --> sqrt(((2*1.33)/(1.33-1))*[R]*256*(1-(1240000/7310000)^((1.33-1)/1.33)))

Avaliando ... ...

V_e = 78.1630556389623

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

78.1630556389623 Metro por segundo --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

78.1630556389623 ≈ 78.16306 Metro por segundo <-- Velocidade do Jato

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por LOKESH

Faculdade de Engenharia Sri Ramakrishna (SREC), COIMBATORE

LOKESH criou esta calculadora e mais 25+ calculadoras!

Verificado por Duro Raj

Instituto Indiano de Tecnologia, Kharagpur (IIT-KGP), Bengala Ocidental

Duro Raj verificou esta calculadora e mais 50+ calculadoras!

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Velocidade dos gases de escape do foguete

Vai Velocidade do Jato = sqrt(((2*Razão de calor específica)/(Razão de calor específica-1))*[R]*Temperatura na Câmara*(1-(Pressão de saída do bico/Pressão na Câmara)^((Razão de calor específica-1)/Razão de calor específica)))

Velocidade total necessária para colocar o satélite em órbita

Vai Velocidade total do foguete = sqrt(([G.]*Massa da Terra*(Raio da Terra+2*Altura do Satélite))/(Raio da Terra*(Raio da Terra+Altura do Satélite)))

Velocidade efetiva de exaustão do foguete

Vai Velocidade efetiva de exaustão = Velocidade do Jato+(Pressão de saída do bico-Pressão atmosférica)*Área de saída/Taxa de fluxo de massa do propelente

Velocidade da Garganta do Bico

Vai Velocidade da Garganta = sqrt((2*Razão de calor específica)/(Razão de calor específica+1)*[R]*Temperatura na Câmara)

Incremento de velocidade do foguete

Vai Incremento de velocidade do foguete = Velocidade do jato do foguete*ln(Massa Inicial do Foguete/Missa Final do Foguete)

Fração de massa de carga útil

Vai Fração de massa de carga útil = Massa da carga útil/(Massa Propelente+Massa Estrutural)

Fração de Massa Estrutural

Vai Fração de Massa Estrutural = Massa Estrutural/(Massa Propelente+Massa Estrutural)

Fração de Massa do Propelente

Vai Fração de Massa do Propelente = Massa Propelente/Missa Inicial

Razão de massa do foguete

Vai Razão de massa = Missa Final/Missa Inicial