15-02-2014, 14:55
(Este mensaje fue modificado por última vez en: 15-02-2014, 14:58 por Wallabee.)
Top, es un poco tocho, pero es interesante leer sobre tecnologías de refrigeración de cohetes, igual entendemos algo más, cuando nos den más pistas.
Por razones de eficiencia, y debido a que físicamente se puede, los motores cohetes funcionan con temperaturas de combustión que pueden alcanzar ~ 3500 K (~ 3227 ° C).
La mayoría de los motores a reacción tiene una turbina de gas en el conducto de escape de los gases calientes. Debido a su gran superficie, son difíciles de enfriar y por lo tanto hay una necesidad de realizar la combustión a temperaturas mucho menores, con la consecuente pérdida de eficiencia. Además los motores con conducto emplean aire como oxidante, que contiene cerca de un 80% nitrógeno en gran parte no reactivo, lo que diluye la reacción y disminuye la temperatura. Los motores cohete no tienen ninguna de estas desventajas inherentes.
Por lo tanto en los motores cohete las temperaturas obtenidas son muy a menudo mucho más elevadas que el punto de fusión de los materiales de cámara de combustión y la tobera (~ 1200 K para el cobre). Algunos materiales como el grafito y el wolframio tiene puntos de fusión superiores, sin embargo, ambos sufren oxidación si no está protegidos. De hecho muchos materiales estructurales pueden hacer de propelentes perfectamente aceptables en su propio derecho. Es importante que estos materiales se impide la combustión, fusión o vaporización hasta el punto de fallo. Cuando esto se produce a veces se llama, un tanto en broma, como un "escape del motor enriquecido". La tecnología de materiales potencialmente pone el límite máximo a la temperatura de escape de los cohetes químicos.
Alternativamente, los cohetes pueden utilizar materiales estructurales más comunes, tales como el aluminio, el acero, el níquel o las aleaciones de cobre y emplean sistemas de refrigeración que impiden que el material de construcción en sí se caliente demasiado. enfriamiento regenerativo , donde se pasa el propelente a través de tubos alrededor de la cámara de combustión o la tobera, y otras técnicas, tales como la refrigeración o enfriamiento cortina de película, se emplean para dar más tiempo de vida a la tobera y la cámara. Estas técnicas asegurar que la capa límite térmica gaseosa adyacente al material se mantiene por debajo de la temperatura que lo haría fallar catastróficamente.
En los cohetes, los flujos de calor que pueden pasar a través de la pared se encuentran entre los más altos de ingeniería, generalmente, se encuentran en el intervalo de 1 hasta 200 MW / m2. Los flujos de calor más fuertes se encuentran en la garganta, que a menudo es dos veces superior al que se encuentra en la cámara de combustión o en la tobera. Aunque la temperatura es más baja que en la cámara, esto es debido a la combinación con altas velocidades (que da una capa límite muy fina). (Ver toberas de cohetes por encima de las temperaturas en la tobera).
En los cohetes los métodos de refrigerante incluyen:
sin refrigeración (utilizado principalmente para encendidos cortos de ensayo)
paredes ablativas (paredes están revestidas con un material que se evapora continuamente y se llevó).
enfriamiento por radiación térmica (la cámara se calienta casi al rojo blanco e irradia el calor hacia afuera)
volcar enfriamiento (un propelente, generalmente hidrógeno , se hace pasar alrededor de la cámara y de dumping)
refrigeración regenerativa ( los cohetes de propergoles líquidos utilizan el combustible, o de vez en cuando el oxidante, para enfriar la cámara a través de una camisa de refrigeración antes de ser inyectado)
cortina de refrigeración (la inyección de carburante está dispuesto de manera que la temperatura de los gases es menor en las paredes)
película de refrigeración (superficies se humedecen con propergol líquido, que se enfría a medida que este se evapora)
En todos los casos el efecto de enfriamiento que impide que la pared de la destrucción es debido a una delgada capa de fluido aislante (capa límite) que está en contacto con las paredes mucho más fría que la temperatura de combustión. Mientras esta capa límite está intacta la pared no será dañado. La interrupción de la capa límite se puede producir durante fallos de refrigeración o por inestabilidades de la combustión, y la destrucción de la pared generalmente tiene lugar poco después.
Con enfriamiento regenerativo una segunda capa límite se encuentra en los conductos de refrigerante alrededor de la cámara. El espesor de esta capa límite tiene que ser lo más pequeño posible, ya que la capa límite actúa como un aislante entre la pared a enfriar y el refrigerante. Esto se puede conseguir haciendo la velocidad del refrigerante en los conductos lo más alto posible.
En la práctica, la refrigeración regenerativa se utiliza casi siempre en conjunción con la cortina de refrigeración o la película de refrigeración.
En los motores con propergoles líquidos a menudo se hacen una alimentación rica en combustible, lo que hace una temperatura combustión más baja. El enfriado del escape reduce las cargas de calor en el motor lo que permiten materiales de menor costo, un sistema de refrigeración simplificado, pero un motor de menor rendimiento.
Por razones de eficiencia, y debido a que físicamente se puede, los motores cohetes funcionan con temperaturas de combustión que pueden alcanzar ~ 3500 K (~ 3227 ° C).
La mayoría de los motores a reacción tiene una turbina de gas en el conducto de escape de los gases calientes. Debido a su gran superficie, son difíciles de enfriar y por lo tanto hay una necesidad de realizar la combustión a temperaturas mucho menores, con la consecuente pérdida de eficiencia. Además los motores con conducto emplean aire como oxidante, que contiene cerca de un 80% nitrógeno en gran parte no reactivo, lo que diluye la reacción y disminuye la temperatura. Los motores cohete no tienen ninguna de estas desventajas inherentes.
Por lo tanto en los motores cohete las temperaturas obtenidas son muy a menudo mucho más elevadas que el punto de fusión de los materiales de cámara de combustión y la tobera (~ 1200 K para el cobre). Algunos materiales como el grafito y el wolframio tiene puntos de fusión superiores, sin embargo, ambos sufren oxidación si no está protegidos. De hecho muchos materiales estructurales pueden hacer de propelentes perfectamente aceptables en su propio derecho. Es importante que estos materiales se impide la combustión, fusión o vaporización hasta el punto de fallo. Cuando esto se produce a veces se llama, un tanto en broma, como un "escape del motor enriquecido". La tecnología de materiales potencialmente pone el límite máximo a la temperatura de escape de los cohetes químicos.
Alternativamente, los cohetes pueden utilizar materiales estructurales más comunes, tales como el aluminio, el acero, el níquel o las aleaciones de cobre y emplean sistemas de refrigeración que impiden que el material de construcción en sí se caliente demasiado. enfriamiento regenerativo , donde se pasa el propelente a través de tubos alrededor de la cámara de combustión o la tobera, y otras técnicas, tales como la refrigeración o enfriamiento cortina de película, se emplean para dar más tiempo de vida a la tobera y la cámara. Estas técnicas asegurar que la capa límite térmica gaseosa adyacente al material se mantiene por debajo de la temperatura que lo haría fallar catastróficamente.
En los cohetes, los flujos de calor que pueden pasar a través de la pared se encuentran entre los más altos de ingeniería, generalmente, se encuentran en el intervalo de 1 hasta 200 MW / m2. Los flujos de calor más fuertes se encuentran en la garganta, que a menudo es dos veces superior al que se encuentra en la cámara de combustión o en la tobera. Aunque la temperatura es más baja que en la cámara, esto es debido a la combinación con altas velocidades (que da una capa límite muy fina). (Ver toberas de cohetes por encima de las temperaturas en la tobera).
En los cohetes los métodos de refrigerante incluyen:
sin refrigeración (utilizado principalmente para encendidos cortos de ensayo)
paredes ablativas (paredes están revestidas con un material que se evapora continuamente y se llevó).
enfriamiento por radiación térmica (la cámara se calienta casi al rojo blanco e irradia el calor hacia afuera)
volcar enfriamiento (un propelente, generalmente hidrógeno , se hace pasar alrededor de la cámara y de dumping)
refrigeración regenerativa ( los cohetes de propergoles líquidos utilizan el combustible, o de vez en cuando el oxidante, para enfriar la cámara a través de una camisa de refrigeración antes de ser inyectado)
cortina de refrigeración (la inyección de carburante está dispuesto de manera que la temperatura de los gases es menor en las paredes)
película de refrigeración (superficies se humedecen con propergol líquido, que se enfría a medida que este se evapora)
En todos los casos el efecto de enfriamiento que impide que la pared de la destrucción es debido a una delgada capa de fluido aislante (capa límite) que está en contacto con las paredes mucho más fría que la temperatura de combustión. Mientras esta capa límite está intacta la pared no será dañado. La interrupción de la capa límite se puede producir durante fallos de refrigeración o por inestabilidades de la combustión, y la destrucción de la pared generalmente tiene lugar poco después.
Con enfriamiento regenerativo una segunda capa límite se encuentra en los conductos de refrigerante alrededor de la cámara. El espesor de esta capa límite tiene que ser lo más pequeño posible, ya que la capa límite actúa como un aislante entre la pared a enfriar y el refrigerante. Esto se puede conseguir haciendo la velocidad del refrigerante en los conductos lo más alto posible.
En la práctica, la refrigeración regenerativa se utiliza casi siempre en conjunción con la cortina de refrigeración o la película de refrigeración.
En los motores con propergoles líquidos a menudo se hacen una alimentación rica en combustible, lo que hace una temperatura combustión más baja. El enfriado del escape reduce las cargas de calor en el motor lo que permiten materiales de menor costo, un sistema de refrigeración simplificado, pero un motor de menor rendimiento.
Que se mueran los feos.......