Hi
zusammen

Ich sitze gerade vor einer kleinen Rechnung und weiß nicht wo mein Fehler liegt:
Ich möchte den Druck berechnen, den ich brauche um 270g Lachgas in 6s durch
8 Einspritzdüsen â 0,3mm Durchmesser zu pressen.

Die Dichte meines Lachgases ist 1,997 g/cm³ somit habe ich für meinen Tank ein
Gesamtvolumen von 135,203 cm³. Die Querschnittsfläche all meiner Einspritzdüsen
beträgt 0,565 mm². Würde ich nun meinen Tank von der Querschnittsfläche
so groß machen wie meine Düse währe mein Tank 239,091 km lang, d.h. um diesen
"Tank" in 6 s zu leeren müßte der Treibstoff 39,849 km/s schnell durch die Düse
abfließen. Mein Massenfluss beträgt 45 g/s somit ergibt die Formel
Kraft = Massefluss * Geschwindigkeit eine Kraft von 1793,183 N,
die permanent anliegen muss um das Lachgas durch die Düsen zu treiben. Wenn
ich jetzt noch Druck = Kraft / Fläche herran nehme, komme ich auf unglaubliche
31710,436 bar, die ich brauchen würde.

Ich weiß, ich habe einen Denkfehler, ich weiß nur nicht wo er beginnt. Kann jemand helfen ?

Danke im Vorraus
Christian

Beachte, Christian, daß der Druck, den Du berechnen mußt, der Differenzdruck zwischen dem Tankinnendruck und dem Brennkammerdruck ist.
Auch ist es nicht nötig bei Lachgas 8 kleine Düsen zu nehmen bei einem Kammerdurchmesser, wie wir ihn üblich benötigen.
Das Lachgas verflüchtigt sich durch seinen eigenen hohen Dampfdruck sowieso sehr schnell, dazu kommt dann noch fördernd die hohe Temperatur in der Brennkammer. Bei unseren Masseflüssen ist die Verweildauer des Oxidators lange genug, um in der Kammer vollständig in die Gasphase überzugehen.
Bei meinem Hydriden kann ich Dir nur ungefähr die Werte eben aus dem Kopf geben.
Es ist ein 38 mm Motor, demnach hat die Brennkammer ca. 35 mm Innendurchmesser. Er hat EINE Einspritzdüse mit ca. 2 mm Durchmesser.
Verwende nicht zuviel Energie in viele kleine Düsen. Mache eine und bohre sie absichtlich beim ersten Test zu klein. Mache dabei lieber Deine Brennkammer um 2 cm länger, dies erhöht die Verweildauer der Gase samt deren Reaktionszeiten innerhalb der Brennkammer.

So, nun zum sukzessiven vorgehen:
Düse anfangs absichtlich zu klein. Folge, Motor zeigt keine gute ISP-Performance.
Nun reibst Du von Test zu Test sukzessive die Düse z. B. um einen 1/10 mm auf. Die Performance steigt, Brenndauer sinkt.
Tue dies, bis Du meinst die optimale Performance zu haben.
Wird die Einspritzdüse zu groß fängt der Motor an zu husten... Viel Lachgas bedeutet viel Druck in der Brennkammer. Viel Druck in der Brennkammer bedeutet viel Gegendruck zum Tankinneren, der Massenfluß sinkt. Der Brennkammerdruck sinkt, Temp. sinkt, Massenfluß steigt, Brennkammerdruck und -temp. steigt und immer wieder das gleiche hin und her... ->Husten.

Dann wieder eine Einspritzdüse bohren, mit größtmöglichem Durchmesser KURZ VOR dem Hybridhusten.

Normalerweise transportiert man das Lachgas einzig und allein durch den Eigendruck (55 - 70 bar bei unseren Temp. in der flüssigen Phase). Dann paßt man das Tankvolumen und das Grain an die erwünschte Brenndauer an...

Und dann hat sich eigentlich Deine Frage zum Tankinnendruck bei einem Lachgashybriden erledigt.

Ich hoffe Dir damit geholfen zu haben.

Viele Grüße,

Hendrik

Hi

> Beachte, Christian, daß der Druck, den Du berechnen mußt, der
> Differenzdruck zwischen dem Tankinnendruck und dem Brennkammerdruck ist.

Das ist klar, es geht mir in dem ersten Schritt nur darum zu ermitteln
mit welchem Druck ich das Lachgas fördern muss um es durch die Düsen zu bekommen.
Im nächsten Schritt wird dann noch der Brennkammerdruck aufaddiert mit
dem ich arbeiten möchte bzw den ich erwarte.

> Es ist ein 38 mm Motor, demnach hat die Brennkammer ca. 35 mm
> Innendurchmesser. Er hat EINE Einspritzdüse mit ca. 2 mm Durchmesser.

Mit einer Düse und 2mm Durchmesser hab ich es eben nochmal durchgerechnet
und komme nun auf 7,123 km/s Durchflussgeschwindigkeit, eine benötigte Kraft von
322,773 N und einen benötigten Druck von 1027,418 bar. Ihrgendwas mache
ich immer noch falsch

> Verwende nicht zuviel Energie in viele kleine Düsen. Mache eine
> und bohre sie absichtlich beim ersten Test zu klein.
> Mache dabei lieber Deine Brennkammer um 2 cm länger, dies
> erhöht die Verweildauer der Gase samt deren Reaktionszeiten
> innerhalb der Brennkammer.

Das klingt gar nicht verkehrt. Ursprünglich wollte ich hingehen und eine Reihe von
Bohrungen direkt in Richtung des Grains machen um eine möglichst große Verteilung
des Lachgases über der Fläche des Grains zu garantieren, jedoch hast du vermutlich Recht,
dass Lachgas wird sich darum schon selbst kümmern
Das macht die Sache natürlich einfacher.

> Normalerweise transportiert man das Lachgas einzig und allein
> durch den Eigendruck (55 - 70 bar bei unseren Temp. in der
> flüssigen Phase). Dann paßt man das Tankvolumen und das
> Grain an die erwünschte Brenndauer an...

Das ist klar, ich möchte jedoch hingehen und einen Druckminderer einbauen um
einen möglichst konstanten Abbrand innerhalb der Brennkammer zu erziehlen.
Denn ohne einen bekäme ich beim Starten des Motors einen recht hohen Peak,
da in diesem Moment noch die vollen 70 bar im Tank anstehen, was zu einem sehr
hohen Durchfluss bei der Einspritzung führt. Danach fällt der Druck und die
Leistung des Motors nimmt kontinuierlich ab. Und um zu erfahren auf welchen Druck
dieser eingestellt werden muß um einen einigermaßen konstanten Abbrand
zu garantieren, habe ich diese Berechnung hier durchgeführt.

Ciao
Christian

Wie groß ist denn bei Dir ein cm³? Bei mir genau 1000 mm³. Will sagen Du hast bei einem Volumen von 135 cm³ genau 135000 mm³. Diese dividiert durch 0,565 mm² Querschnitt ergibt eine Länge von 239000 mm, will sagen 239 m. Nun ist Deine Flussgeschwindigkeit 39,9 m/s (hätte mich auch gewundert wenn das Zeug mit Mach 35 einströmt), Deine Kraft entspr. 1,8 N und der Druck nur noch 3,18 N/mm² = 3,18 MPa = 31,8 bar. Somit kannst Du bei 70 bar Förderdruck runde 35 bar Brennkammerdruck haben, is doch wunderbar.

Nun alles klar?

Oliver

Zitat:

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Original geschrieben von Oliver Arend
Wie groß ist denn bei Dir ein cm³? Bei mir genau 1000 mm³

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Sorry - hatte mich verschrieben - Die Dichte ist 1,997 g/L d.h. g/dm³ somit also auch das Volumen von 270g Lachgas => 135,203 dm³
Hm.... dann stimmt aber etwas mit meinem Dichte-Wert nicht, denn mein
Rattworks I90 hat einen Tank für 270g Lachgas und der ist gewiss keine 135
Liter groß. Ich werde mich wohl nach einer neuen Dichte für Lachgas umsehen müssen

Ciao
Christian

Zitat:

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Original geschrieben von Christian Fruth

Ich werde mich wohl nach einer neuen Dichte für Lachgas umsehen müssen

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Brauchst Du nicht - die Dichte stimmt. Ich hab's gerade im Datenblatt von Messer Griesheim nachgelesen. Diese gilt allerdings für das Gas, nicht für den flüssigen Zustand.

Gruß,

Tom aus Gö

Hi
Tom

Zitat:

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Original geschrieben von Tom Engelhardt
Brauchst Du nicht - die Dichte stimmt. Ich hab's gerade im Datenblatt von Messer Griesheim nachgelesen. Diese gilt allerdings für das Gas, nicht für den flüssigen Zustand.

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Ich hab nach meinem letzten Posting etwas gegooglet und bin dann auch bei Messer fünfig geworden. Die Dichte von Lachgas ist 0,452 kg/L (flüssig) => damit ergibt sich für die 8 Düsen Variante
zu je 0,3mm Durchmesser eine Kraft von 7,923 N (140,101 bar) und für die Variante mit 1 Düse mit 2mm Durchmesser 1,426 N (4,539 bar)

Und das ist ein Wert den ich vernünftig nenne.

Ciao
Christian