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Blackpuma

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Blackpuma

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Beitrag 107024 , Messung von Brennkammerdruck und Temperatur [Alter Beitrag02. November 2006 um 15:13]

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Ich glauba meine Frage passt hier ganz gut.

Wie kann man denn den Brennkammerdruck und die Brennkammertemperatur messen?

Einmal Weltraum und zurück!

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Neil

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Neil

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Beitrag 107039 [Alter Beitrag02. November 2006 um 17:58]

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Hi,

der Druck sollte einfach sein. Du kannst z.B. im Deckel oder in der Düse noch in der Brennkammer eine seidliche Bohrung machen. Diese führst du raus an einem Drucksensor. Da wir relativ hohe Drücke haben, wäre ein Sensor für Hydraulik ganz gut. Die können so um die 200bar messen. Je nach Typ natürlich unterschiedlich. Damit der Sensor aber nicht kaputt geht, solltest du die Leitung zu dem Sensor mit Silikonöl füllen. Achte darauf, das du da keine Luftblasen drin hast. Die wirken wie ein Dämpfer, da Luft kompresibele ist.
die Temperatur wird schon etwas schwieriger. Es gibt Sensoren die können sehr hohe Temperaturen aushalten. Das bringt dir aber nicht viel, weil das evtl. doch zu wendig sein kann. Dir bleibt nur eine indirekte Messung des Abgases über Infrarotstrahlen. Du könntest auch die Gehäusetemperatur von außen messen. Wenn du die ganzen Wärmeübergangswiderstände kennst, kannst du ungefähr auf die innere Temperatur schließen.
Wie sieht das hier eigentlich mit der Kühlung aus? Da strömt ja heißes Gas raus und expandiert. Da müßte doch die Temperatur auch fallen?
Vielleicht geht ja auch eine Messung der Temperatur über die Flammfarbe.

Gruß

Neil

Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu.


Andreas Mueller

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Beitrag 107044 [Alter Beitrag02. November 2006 um 18:24]

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Zitat:
Wie sieht das hier eigentlich mit der Kühlung aus? Da strömt ja heißes Gas raus und expandiert. Da müßte doch die Temperatur auch fallen?


Die Temperatur fällt aber auch noch aus einem weiteren Grund: das Gas wird ja stark beschleunigt, die Energie dafür muss auch irgendwoher kommen. Für beides findet man in der einschlägigen Literatur imposante Formeln.

Zitat:
Vielleicht geht ja auch eine Messung der Temperatur über die Flammfarbe.


Wohl kaum. Die Flammenfarbe wir durch Emissionslinien der enthaltendenen Stoffe definiert, die ändern sich mit der Temperatur wohl nur unbedeutend. Und die Schwarzkörperstrahlung kann man bei so einem emittierenden Gas wohl auch nicht verwenden...
Neil

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Neil

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Beitrag 107048 [Alter Beitrag02. November 2006 um 18:33]

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Zitat:
Wohl kaum. Die Flammenfarbe wir durch Emissionslinien der enthaltendenen Stoffe definiert, die ändern sich mit der Temperatur wohl nur unbedeutend.



Das hatte ich ganz vergessen. Habe mir zwar gedanke gemacht über Alubeimengunge und einer helleren Flamme aber den Punkt nicht weiter verfolgt.

Zitat:
Und die Schwarzkörperstrahlung kann man bei so einem emittierenden Gas wohl auch nicht verwenden...



Mmmh, vielleicht doch. Auf einem Foto von meinem Hybriden glüht scheinbar die Graphitdüse. Vielleicht kann man das heran ziehen. Dann muss man aber wieder die Dämpfung durch die Wärmekapazität berücksichtigen.

Gruß

Neil

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Blackpuma

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Beitrag 107073 [Alter Beitrag02. November 2006 um 21:10]

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Zitat:
Du kannst z.B. im Deckel oder in der Düse noch in der Brennkammer eine seidliche Bohrung machen.



Aber macht mir das die Brennkammer nicht "instabil"?

Zitat:
Du könntest auch die Gehäusetemperatur von außen messen.



Das bedeutet ich klebe aussen einen Temp Sensor drauf. Dann muss ich aber die Zeit berücksichtigen oder? Es ist ja nicht gleich aussen so heiß wie innen. Deshalb den Tempwiderstand bzw. den Wärmeleitwert oder?

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Turambar

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Beitrag 107074 [Alter Beitrag02. November 2006 um 21:12]

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Und wenn du den Sensor (der die hohen temps aushält) In den abgasstrahl möglichst nah an die Düse bringst?
das dürfte dem inneren der Kammer doch recht nahe kommen, oder?

Bei der Eroberung des Weltraums sind zwei Probleme zu lösen: Die Schwerkraft und der Papierkrieg.
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Beitrag 107075 [Alter Beitrag02. November 2006 um 21:15]

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du hast halt den Wärmeleitwert, vom Treibstoffblock selbst, der ja beim Abbrand variiert, und dann die Übergangstemperatur vom Treibstoff zum Liner, und die Ümbergangstemperatur vom Liner zum Casing. Wenn du diese Werte genau berechnest hast du deine Temperatur.

Mfg fabian
Neil

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Neil

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Beitrag 107081 [Alter Beitrag02. November 2006 um 21:38]

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Zitat:
Aber macht mir das die Brennkammer nicht "instabil"?



Ja klar. Daher mußt du schon die Brennkammer wo du das testen stabiler bauen. Von der Konstruktion her bietet sich der Deckel an, also auf der Düsen abgewandten Seite. Das geht dann allerdingss nur bei einem Röhrenbrenner. Bei einem Stirnbrenner muss du das unten an der Düse machen. Das Loch an sich muss nicht so groß sein und so eine Düse ist schon recht massiv.

Gruß

Neil

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hybrid

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Beitrag 107084 [Alter Beitrag02. November 2006 um 21:58]

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Druck würde ich auch hydraulisch auskoppeln. Kann ja mit einer winzigen Bohrung passieren.

Zu Messung der Brennkammertemperatur könnte man evtl den Widerstand eines Wolframfadens, der in der Brennkammer angebracht ist, messen. Schmelzpunkt 3695 K. Vielleicht auch spektrometrisch?

Der Strahl kühlt sich bei der Expansion erheblich ab,
z.B von 2783 K (Brennkammer) auf 2494 K (Düsenhals) auf 1604 K (Düsenausgang)
Bei 6:2 N2O/Epoxid und 15 Bar Brennkammerdruck
http://www2.maltemedia.de/cpropep/cpropep.p3p?w1=6&p1=238&w2=2&p2=123&w3=&p3=0&w4=&p4=0&cp=15

Grüße
Malte

Geändert von hybrid am 02. November 2006 um 22:01

Reinhard

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Beitrag 107094 [Alter Beitrag03. November 2006 um 00:56]

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Hi,

wenn man sein Gehäuse gut genug kennt, kann man auch seine Dehnung mit einem DMS messen, und sich daraus den Innendruck ausrechnen. Man spart sich dann die Bohrung und muss dafür die Messung vorher kallibrieren.

Gruß
Reinhard

Die Macht des Wassers ist so gewaltig, daß selbst der stärkste Mann es nicht halten kann.
aus einem Kinderaufsatz
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