Taxa de fluxo de massa através do motor Calculadora

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Propulsão de foguete

Componentes da turbina a gás

Jato-Propulsão

Termodinâmica e Equações Governantes

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✖O número Mach é uma quantidade adimensional que representa a razão entre a velocidade do fluxo além de um limite e a velocidade local do som.ⓘ Número Mach [M]			+10% -10%
✖A área é a quantidade de espaço bidimensional ocupada por um objeto.ⓘ Área [A]			+10% -10%
✖A Pressão Total é a soma de todas as forças que as moléculas do gás exercem nas paredes do seu recipiente.ⓘ Pressão total [P_t]			+10% -10%
✖A razão de calor específico de um gás é a razão entre o calor específico do gás a uma pressão constante e seu calor específico a um volume constante.ⓘ Razão de calor específica [Y]			+10% -10%
✖Massa molar é a massa de uma determinada substância dividida pela quantidade de substância.ⓘ Massa molar [M_molar]			+10% -10%
✖A temperatura total é a soma da temperatura estática e da temperatura dinâmica.ⓘ Temperatura total [T_tot]			+10% -10%

✖A taxa de fluxo de massa representa a quantidade de massa que passa através de um sistema por unidade de tempo.ⓘ Taxa de fluxo de massa através do motor [m_a]

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Fórmula

✖

Taxa de fluxo de massa através do 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))`

Exemplo

`"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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Taxa de fluxo de massa através do motor Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Taxa de fluxo de massa = Número Mach*Área*Pressão total*sqrt(Razão de calor específica*Massa molar/(Temperatura total*[R]))*(1+(Razão de calor específica-1)*Número Mach^2/2)^(-(Razão de calor específica+1)/(2*Razão de calor específica-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 Funções, 7 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

Taxa de fluxo de massa - (Medido em Quilograma/Segundos) - A taxa de fluxo de massa representa a quantidade de massa que passa através de um sistema por unidade de tempo.
Número Mach - O número Mach é uma quantidade adimensional que representa a razão entre a velocidade do fluxo além de um limite e a velocidade local do som.
Área - (Medido em Metro quadrado) - A área é a quantidade de espaço bidimensional ocupada por um objeto.
Pressão total - (Medido em Pascal) - A Pressão Total é a soma de todas as forças que as moléculas do gás exercem nas paredes do seu recipiente.
Razão de calor específica - A razão de calor específico de um gás é a razão entre o calor específico do gás a uma pressão constante e seu calor específico a um volume constante.
Massa molar - (Medido em Quilograma por Mole) - Massa molar é a massa de uma determinada substância dividida pela quantidade de substância.
Temperatura total - (Medido em Kelvin) - A temperatura total é a soma da temperatura estática e da temperatura dinâmica.

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

Número Mach: 1.4 --> Nenhuma conversão necessária
Área: 50 Metro quadrado --> 50 Metro quadrado Nenhuma conversão necessária
Pressão total: 0.004 Megapascal --> 4000 Pascal (Verifique a conversão aqui)
Razão de calor específica: 1.392758 --> Nenhuma conversão necessária
Massa molar: 44.01 Grama por mole --> 0.04401 Quilograma por Mole (Verifique a conversão aqui)
Temperatura total: 375 Kelvin --> 375 Kelvin Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na 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))

Avaliando ... ...

m_a = 460.428167323859

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

460.428167323859 Quilograma/Segundos --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

460.428167323859 ≈ 460.4282 Quilograma/Segundos <-- Taxa de fluxo de massa

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Shreyash

Instituto de Tecnologia Rajiv Gandhi (RGIT), Mumbai

Shreyash criou esta calculadora e mais 10+ calculadoras!

Verificado por Kartikay Pandit

Instituto Nacional de Tecnologia (NIT), Hamirpur

Kartikay Pandit verificou esta calculadora e mais 400+ calculadoras!

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Taxa de fluxo de massa através do motor

Vai Taxa de fluxo de massa = Número Mach*Área*Pressão total*sqrt(Razão de calor específica*Massa molar/(Temperatura total*[R]))*(1+(Razão de calor específica-1)*Número Mach^2/2)^(-(Razão de calor específica+1)/(2*Razão de calor específica-2))

Taxa de área compressível

Vai Proporção de área = ((Razão de calor específica+1)/2)^(-(Razão de calor específica+1)/(2*Razão de calor específica-2))*((1+(Razão de calor específica-1)/2*Número Mach^2)^((Razão de calor específica+1)/(2*Razão de calor específica-2)))/Número Mach

Velocidade de saída dada a massa molar

Vai Velocidade de saída = sqrt(((2*Temperatura da Câmara*[R]*Razão de calor específica)/(Massa molar)/(Razão de calor específica-1))*(1-(Pressão de saída/Pressão da Câmara)^(1-1/Razão de calor específica)))

Velocidade de saída dada a capacidade térmica específica molar

Vai Velocidade de saída = sqrt(2*Temperatura total*Capacidade térmica específica molar a pressão constante*(1-(Pressão de saída/Pressão da Câmara)^(1-1/Razão de calor específica)))

Pressão de saída do foguete

Vai Pressão de saída = Pressão da Câmara*((1+(Razão de calor específica-1)/2*Número Mach^2)^-(Razão de calor específica/(Razão de calor específica-1)))

Velocidade de saída dada o número de Mach e a temperatura de saída

Vai Velocidade de saída = Número Mach*sqrt(Razão de calor específica*[R]/Massa molar*Temperatura de saída)

Temperatura de saída do foguete

Vai Temperatura de saída = Temperatura da Câmara*(1+(Razão de calor específica-1)/2*Número Mach^2)^-1

Potência necessária para produzir a velocidade do jato de exaustão dada a massa do foguete e a aceleração

Vai Potência Necessária = (Massa de Foguete*Aceleração*Velocidade efetiva de exaustão do foguete)/2

Impulso Total

Vai Impulso total = int(Impulso,x,Hora inicial,Hora final)

Potência necessária para produzir a velocidade do jato de exaustão

Vai Potência Necessária = 1/2*Taxa de fluxo de massa*Velocidade de saída^2

Empuxo dada velocidade de escape e taxa de fluxo de massa

Vai Impulso = Taxa de fluxo de massa*Velocidade de saída

Empuxo dada massa e aceleração do foguete

Vai Impulso = Massa de Foguete*Aceleração

Impulso de Propulsão de Fótons

Vai Impulso = 1000*Potência no Jato/[c]

Aceleração do Foguete

Vai Aceleração = Impulso/Massa de Foguete

Taxa de fluxo de massa através do motor Fórmula

O que é Taxa de Fluxo de Massa?

A quantidade de massa que flui através de uma área em um determinado período de tempo é conhecida como taxa de fluxo de massa. É uma medida da velocidade na qual gases e líquidos passam por uma área especificada. É um fator importante que determina a quantidade de impulso produzido.

Condição para taxa máxima de fluxo de massa

A taxa máxima de fluxo de massa ocorre quando o número de Mach é igual a um. Essa condição é conhecida como engasgo e é um fator importante para determinar as características e o limite de um motor.

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