halgatyó#67
Hogy pontosan hol ér véget a fúvóka? Nos, ez igen jó kérdés:-))) (amit nem sokan tettek fel eddig, pedig cseppet sem nyilvánvaló)
Nem pontosan ott, ahol a pereme van, hanem egy kicsivel hátrébb.
Én valamikor azt tanultam, hogy a rakétahajtóműben a fúvóka legszűkebb keresztmetszetéig hangsebesség alatti áramlás van, a szűkületnél éri el a (az adott nyomású és hőmérsékletű és anyagi összetételű gázra jellemző) hangsebességet, és a fúvóka táguló szakaszában már hangsebesség feletti az áramlás.
Itt azonban felvetődik bennem, hogy a hangsebességet mihez képest kell viszonyítani. Első pillanatban nyilván a fúvóka-égéstér rendszerhez, de ha töprengek rajta, akkor ez a nyilvánvaló mivolta egyre csökken...
(ugyanis az áramló gázsugár középvonala nagyobb sebességgel mozog, mint a fúvóka falán csúszó réteg, egyrészt a belső gáztömegek a kivülebb levőkel vannak érintkzésben, másrészt a szűk fúvókanyakban sem azonos az áramlási sebesség)
Asszem, hogy az áramlástani gépekhez hasonlóan itt is elég nehéz a pontos működési mechanizmust megérteni, őszinte legyek, én sem értem abszolút pontosan.
A hatásfok igen érdekes kérdés, amit érdemes kicsit számolgatni.
Többféle hatásfokot is lehetne értelmezni, szerintem kezdjük a rakátahajtómű hatásfokával, ez a legtisztább és leg-egyértelműbb.
Vegyük pl. a H2 + O2 hajtóművet (ezt a legegyszerűbb számolni:-))
A víz képződéshője GÁZ ÁLLAPOTBAN 242 kJ/mól, ami azt jelenti, hogy 1 kg gázállapotú víz keletkezése (888,9 gramm O2 + 111,1 gramm H2) 13444 kJ energiát szabadít fel.
Ez a hőenergia alakul át mozgó gázsugárrá, amelynek sebessége (valahol olvastam) 4100 m/s. (ez a maximális elérhető sebesség, nem biztos, hogy a többször újragyújtható és változtatható tolóerejű hajtóművek is tudják ezt az értéket!)
1 kg tömeg, ami 4100 m/s sebességgel mozog, 8405 J energiát képvisel.
Ha elosztjuk a 8405-öt az előbbi 13444-el, akkor 62,5% hatásfokot kapunk, ami meglepően jó. (Sok földfelszíni hőerőgép megirigyelhetné... bár a hajtómű élettartamát már nem irigyelnék:-)