Пример термодинамического расчета ракетного двигателя с учетом одной химической реакции

Исходные данные:

Высота полета y=5км; давление в камере сгорания ; горючее – метан СН₄; окислитель – смесь дикислорода и диазота ; коэффициент избытка окислителя , секундный расход топлива кг/с.

Уравнение химической реакции

CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O

,

или CO₂+2H₂O-CH₄-2O₂-ON₂=0,

,

В этом случае =0,5моль, =0.

Результаты расчета ЖРД с учетом одной химической реакции представлены в следующей таблице.

обозначения	ед. измерения	сечение 2-2	сечение 3-3	сечение 4-4
T	K	298,15	2921,36
p	Пa			54048,3
V	м3	0,0008383	0,0082108	0,6018740
n	моль		0,0000001	0,0000001
n	моль	2,225806	2,225806	2,225806
n	моль	0,543478	0,043478	0,43478
n	моль		0,49999995	0,49999995
n	моль		0,9999999	0,9999999
n	моль	3,769284	3,769284	3,769284
m	кг	0,032	0,00000000032	0,00000000032
m	кг	0,062323	0,062323	0,062323
m	кг	0,0086944	0,0006956	0,0006956
m	кг		0,021999997	0,021999997
m	кг		0,017999998	0,017999998
m	кг	0,103017	0,103017	0,103017
	кг/моль	0,02733	0,02733	0,02733
r	кг/м3	122,8880	12,5465	0,17116
R’	Дж/(кг×K)	304,272	304,272	304,272
H	Дж	-2790,7	-2790,7	-306278,7
S	Дж/K	614,728	941,942	941,942
Cp	Дж/K	113,602	175,173	145,895
Cv	Дж/K	82,263	143,834	114,556
к	-	1,381	1,218	1,274
a	м/c	353,949	1040,278	634,148
Wc	м/c	-	-	2427,330
Mc	-	-	-	3,828
P	Н	-	-	84956,554

Изложенный метод термодинамического расчета позволяет наряду с расчетом реального процесса сгорания в ЖРД использовать модели смесей идеальных газов для характерных точек цикла для простой, закрытой термодинамической системы, а использование таблиц индивидуальных веществ позволяет учесть зависимость термодинамических свойств реагентов от температуры, что увеличивает точность термодинамических расчетов ракетных двигателей.