hi

ich will wissen wie man eine düse berechnet und wie man dann das maximale ladevolumen berechnen.

Hi,

Kinder, die was woll'n... Nee, ernsthaft: Frage ist angekommen, und wird in den nächsten Tagen bearbeitet (wenn Alkohol und Schwarzpulverdämpfe sich wieder aus dem Blut verflüchtigt haben).



Bis dahin, und guten Rutsch!

Tom aus Gö

ich bin auch ein Kind, das etwas will

hatte mich grad schon gefreut, dass es hier einen Beitrag gibt, der auf den ersten Blick auch aktuell war (von wegen Silvester ), wo erklärt würde, wie man eine Düse berechnet... aber... SIlvester 2002 ist halt leider schon eine Weile vorbei...

Deswegen versuche ich das doch einfach mal, zu revitalisieren... wie berechnet man denn jetzt eine Düse?
ich hatte vor, für ein kleines Raketentriebwerk ein Rohr aus Chrom-Molybdän-Stahl (Material vom Fahrradrahmen) zu verwenden, mit einem Durchmesser so etwa zwischen 25mm und 35mm, was es eben an Fahrradrahmen gibt. Als Düse wollte ich entweder:
das Negativ von einer "normalen" Lavaldüse aus Metall drehen, und das als Form verwenden um eine Düse darum zu töpfern, das dann hinterher logischerweise noch brennen und evt innen glasieren wegen dem Laminarwiderstand (?? heißt das so?).
oder:
das Rohr als äußere Wand für die Düse verwenden, und als innere Wand und formgebenden Teil einen Kern aus Metall (i.e. Stahl) drehen, also so wie die Düse in der Regel in Turbostrahltriebwerken aufgebaut ist.

was würdet ihr da eher empfehlen? Was die Berechnung angeht ist es ja wahrscheinlich mehr oder weniger identisch (Lavaldüse). Offenbar kommt es ja auf das Verhältnis zwischen Druck in der Brennkammer und Druck beim Verlassen an. Der Druck beim Verlassen sollte idealerweise natürlich 1Bar sein, wie kann man den Druck in der Brennkammer berechnen? Das müsste doch, wenn ich mich nicht täusche, abgesehen vom Brennstoff und so auch von der Fläche der engsten Stelle der Düse abhängig sein, also Strömungswiderstand, und so... aber um die Düse zu berechnen muss man ja zuerst den Druck wissen (Teufelskreis *gg*), oder?
Naja, wahrscheinlich liege ich in vielem ohnehin daneben, deswegen erklärt es doch bitte einfach mal.

Grüße, simon

achso, und natürlich wünsche ich allen die das lesen ein frohes neues Jahr 2006

Hi,

die Abbrandrate in der Brennkammer hängt vom Druck an und dieser wiederrum von der Abbrandrate. Das Verhältnis von Abbrandoberfläche und Düsenquerschnitsfläche liefert einen Rückschluß auf den Druck in der Brennkammer.
Das Problem, verschiedene Treibstoffe haben verschieden Abbrandfunktionen in Bezug auf Druck. Meistens sind die nicht linear. Es wäre also ein Tabellenbuch notwendig oder eine Versuchsreihe wo immer wieder der gleiche Treibstoff bei unterschiedlichen Düsenquerschnitte getestet wird. Aus ein paar Messungen lassen sich dann da die Funktion ableiten.
Du kannst dir dann einen Arbeitsdruck aussuchen. Diesen Druck nimmst du dann um die eigentliche Düse zu berechenen damit diese dann die Gase Wirkungsvoll beschleunigen kann.

Gruß

Neil

Du musst Dir zunächst einmal über den Treibstoff und den Brennkammerdruck klar werden, den Du anstreben willst.
Davon hängt die Klemmung Kn (Verhältnis Abbrandoberfläche/Düsenhalsquerschnitt) ab.
Das Expansionsverhältnis hängt natürlich auch davon ab, aber das ist dann die Optimierung des Motors. Zunächst muss er mal funktionieren.

Du kannst das ganze auch über die Klemmung angehen, die dann Ihrerseits den Brennkammerdruck bestimmt.

Es gibt ein sehr schönes Excel-Spreadsheet, mit dem man das alles für Candy-Brennstoffe berechnen kann.

http://members.aol.com/nakkarocketry/softw.html#SRM

Leider bleibt das ganze in DE ein theoretisches Vergnügen, denn der Selbstbau von Raketenmotoren ist für "Otto-Normal" nicht gestattet.

Grüße
Malte

Danke für die schnellen Antworten

Also:
-ich nähme ein Rohr,
-lötete da irgendwo seitlich einen Anschluss für ein Manometer dran,
-machte einen Treibstoff rein und
-nähme verschiedene Verschlüsse, bei denen jeweils unterschiedlich große Löcher (einfach nur Löcher..?) drin sind.
-testete das dann für jede Lochgröße und würde jeweils den Druck aufschreiben,
-würde mir dann die Funktionsgleichung, mit der man einer Lochgröße den Druck zuordnet, überlegen.

-wähle dann einen beliebigen (??) Brennkammerdruck, den ich gern hätte
-->was ist ein "guter" Druck? In welchem Bereich sollte der etwa liegen und wie kommt man darauf?
-verwende die Funktion, um die dazugehörige Düsenquerschnittsfläche zu berechnen (Abbrandfläche berücksichtigen)

damit hätte ich also den Brennkammerdruck, das (ideale) Expansionsverhältnis, die Abbrandfläche und die Düsenquerschnittsfläche.

1. stimmt das bisher so?
2. wie weiter..?

PS: ist ja auch nur Theorie bzw Wissenslust

Der bereich in dem der Druck liegen sollte ist der zwischen folgenden Punkten:

- Der motor brennt mit schub ab, der motor baut schnell druck auf

- der motor baut zu schnell druck auf und die Abbrandrate ist zu hoch ---> motorzerleger

Zitat:

---

-ich nähme ein Rohr,
-lötete da irgendwo seitlich einen Anschluss für ein Manometer dran,
-machte einen Treibstoff rein und
-nähme verschiedene Verschlüsse, bei denen jeweils unterschiedlich große Löcher (einfach nur Löcher..?) drin sind.
-testete das dann für jede Lochgröße und würde jeweils den Druck aufschreiben,

---

Im Prinzip würde man das so machen. Wobei die Geometrie des Treibstoffes bzw die Größe der Abbrandoberfläche eine wichtige Rolle spielt.

Druck: Je mehr Druck, desto besser der Wirkungsgrad eines Raketenantriebs. Leider wird dann auch ein schwereres Gehäuse nötig.
Also sucht man sich 'nen Kompromiß, den man technologisch und gewichtsmäßig beherrschen kann, z.B. 20Bar Max-Druck.
Für verschiedene Treibstoffe gibt es verschiedene Koeffizienten, die beschreiben, wie der Druck die Abbrandgeschwindigkeit beeinflusst. Die meisten Treibstoffe brennen bei geringem Druck viel zu langsam, einige brennen beh hohem Druck viel zu schnell, also muß man das auch berücksichtigen.

Der Nakka hat das für Candy haarklein nachgemessen und alles in diesem Spreadsheet eingetragen, also hol es Dir, gib Deine Wunschdimensionen für das Casing ein und spiele mit Kn herum, so daß der Druck nicht zu niedrig und nicht zu hoch wird. Sinnvolle Kn liegen so zwischen 130 und 300 (Druck dann schon recht hoch)

Weiterer Kniff: Während des Abbrandes verändert sich die Oberfläche, wodurch dich der Druck ändert, damit ändert sich die Abbrandgeschwindigkeit, dadurch ändert sich der Druck auch ... etc.


Grüße
Malte

Geändert von hybrid am 05. Januar 2006 um 22:13

mhh, schade, dann entfallen ja die Experimente und die ganze Rechnerei ich hätte nämlich auch vorgehabt, Salpeter/Sorbit-Mischung zu verwenden...
Aber totzdem mal rein interessehalber- wie müsste man denn einen Manometeranschluss in der Brennkammer anbringen..? mir ist eingefallen, wie das ja bei den Instrumenten von Flugzeugen ist: letztendlich basieren sie alle auf Drücken, aber da gibt es eine ganze Menge verschiedener Punkte, von denen der Druck abgenommen wird: Staudruck, statischen Druck, Kompensationsdruck und so, wie ist das denn dann in einer Brennkammer? Wenn man das Rohr nach vorn biegen würde, gäbe es einen Staudruck, nach hinten vermutlich sowas wie das Gegenteil davon, zur Seite, wegen dem Venturi-Effekt, wahrscheinlich auch einen geringeren Druck... oder? Oder muss man den zur Seite messen und es IST einfach wegen der Strömungsgeschwindigkeit ein geringerer Druck?