為什麼現實中液氧煤油發動機的比衝普遍低於液氧甲烷發動機?

時間 2021-05-12 22:27:39

1樓:

在我印象裡,理論上也是液氧甲烷高啊?

影響火箭燃料效能的乙個因素,是碳氫比。

簡單來講,燃料裡的氫越多,燃氣中就含有越多的水蒸氣;碳越多,一氧化碳/二氧化碳就越多。

水蒸氣的分子量是18,一氧化碳是28,二氧化碳是44;

啥意思呢?相同質量的燃氣,水蒸氣的體積更大。

也就是說,相同的燃氣質量流率,水蒸氣的速度會更快,也就是會產生更大的推力。

當然,碳氫比只是影響火箭燃料效能的乙個因素,而且也沒有這麼簡單,但確實是這個規律。

2樓:UX2573

看了下答主發的鏈結,很明顯是公式錯了,這個老外也是乙個人才,直接假設燃料化學能完全轉化為動能,也就是說排氣溫度為0K!WTF!

3樓:矽基生物

液氧煤油發動機的理論比衝比液氧甲烷發動機高??

這是怎麼算的?

哪怕不用定量計算我都能猜到理論比衝:氫氧》甲烷氧》煤油氧

4樓:ncc21382

噴氣的分子量越小速度越快,由於煤油中的碳氫比相對甲烷高的多(例如煤油中的重要成分十二烷是C12H26,甲烷則是CH4),所以燒煤油的噴氣裡二氧化碳-水蒸汽比也相對燒甲烷噴氣更高(二氧化碳比例更多),而二氧化碳的分子量比水高自然噴氣速度低、比衝低。核熱火箭也是同樣溫度下用液氫比分子量更大的水高一倍。

5樓:129

首先,比衝在數值上取決於工質向後噴射的速度(假設某發動機講推進劑以3KM/s的速度噴出,比衝就約是300秒)所以推進劑速度越快比衝越高。

然後再考慮什麼能夠決定推進劑的速度。對於傳統的「化學能」火箭發動機(電推/離子發動機另說)而言,其實就是燃燒室的溫度和壓強共同決定推進劑向後噴射的速度。

然後我們在複習一下「溫度」的定義。最早的時候定義為水燒開的溫度為100攝氏度,水結冰的溫度定義為0℃。

這種定義方法日常生活沒有問題,但在熱力學研究以及溫度很高的情況下就不合適了。所以在現代熱力學定義中,取分子平均動能為溫度的衡量標準。

然後經典的速度公式中,動能=質量×速度的平方。所以分鐘質量越小,相同溫度下速度越快,推進劑向後噴射速度也越快。故碳元素的相對分子質量是氫的12倍。

美國「特產」的高硫煤油中硫的相對原子質量是氫的32倍(當然,硫在工程應用中還有更嚴重的問題)。

so,比衝規律就變成了,氫氧>液氧甲烷>>液氧煤油。

(實際工程中還要考慮很多的東西,這只是個簡略模型。大佬輕噴)

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