¿Cómo medir el empuje producido por la cámara de combustión del motor de turbina de gas?

Estoy conduciendo un experimento de modelo a escala de producción de empuje en la cámara de combustión utilizando diferentes tipos de fuentes de combustible.

Comparación del empuje producido por el uso de gas hidrógeno, queroseno y gasolina.

Energía específica:

Hidrógeno gaseoso = 142 MJ/kg

Queroseno = 42,8 MJ/kg

Gasolina = 46,4 MJ/kg

¿Cuáles son los instrumentos que se utilizarán para medir la salida de empuje de la cámara de combustión a través de la combustión de los combustibles?

¿Qué valores medimos? (por ejemplo, velocidad del aire a la salida de la cámara de combustión/temperatura/empuje)

¿Tu cámara tiene una boquilla? La tobera del motor a reacción es lo que produce la mayor parte del empuje. Una cámara de combustión por sí sola elevará la temperatura y tendrá poco efecto sobre la presión y la velocidad.
@DanielKiracofe planea hacer una cámara de combustión tipo lata. El diseño sería similar. pero el tamaño puede diferir un poco. No sé qué instrumento usar para medir el empuje de salida.
¿Cuál es el propósito de este ejercicio? Si bien el empuje se genera en última instancia porque se agrega energía a la corriente en la cámara de combustión, la cantidad que se generará depende principalmente de las temperaturas (entrada, pico y escape), el diseño de los otros componentes (tobera, turbina y compresor), la relación de las capacidades caloríficas del fluido de trabajo, y también la corriente de flujo (la aceleración de una corriente ya rápida requiere más energía para el mismo impulso). La mayoría no depende del combustible (la temperatura suele estar limitada por el material) y lo que sí (la energía) es fácil de obtener.
@cat, es posible que desee investigar el GNL. Es barato y se encuentra entre el queroseno y el hidrógeno en energía específica con una densidad de energía razonablemente buena. A Space X parece gustarle.
Supongo que tendrá más suerte para encontrar una respuesta en un foro de ingeniería.

Respuestas (2)

Opción 1: El empuje es una fuerza, y Fuerza = masa * aceleración, y la aceleración es un cambio de velocidad. Por lo tanto, debe medir el flujo másico, la velocidad aguas arriba y la velocidad aguas abajo. Probablemente sea suficiente medir el flujo de masa de aire aguas arriba y medir el flujo de combustible y no medir el flujo de masa de aire aguas abajo.

Opción 2: en lugar de medir el aire, medir la fuerza de reacción. es decir, en algún momento, tiene que soportar su cámara de combustión. Estará atornillado al piso en alguna parte. Donde sea que esté, obtenga una celda de carga . Eso es algo que mide directamente la fuerza.

Pero nuevamente, con cualquiera de estas dos opciones, esperaría que su medición de empuje de medición sea bastante cercana a cero. Una cámara de combustión no generará un gran empuje por sí sola. Necesita una boquilla para generar una cantidad significativa de empuje.

Vaya siempre a la opción 2, creo, no sustituye a la medición directa de la variable.
las opciones 2 parecen ser más adecuadas para mi experimento. y yo había hecho algunos ajustes para la puesta en marcha. en lugar de optar por la cámara de combustión GTE, hice un pulsorreactor y usé los mismos 3 combustibles diferenciales como variable

En primer lugar, aquí existe un peligro real de explosión si la mezcla de combustible y aire es demasiado pobre. Hace mucho tiempo, mi profesor de ciencias llenó una lata de café con gas natural. La lata tenía un pequeño agujero en la parte superior y otro cerca de la parte inferior (el gas natural es más liviano que el aire). Encendió la parte superior y, efectivamente, la llama se volvió azul y luego la mezcla en la lata (suavemente) explotó.

Puede encontrar que el empuje dependerá de la cantidad de AIRE que pueda introducir en el contenedor. Los tres de esos combustibles generarán empuje. Gran parte de su pregunta ya se conoce y se puede obtener a través de bases de datos de cohetes bajo un impulso específico. No es sorprendente que el hidrógeno/LOX (oxígeno líquido) dé el valor más alto, pero otros combustibles líquidos dan una mayor densidad de energía (por volumen). Muchas primeras etapas de los cohetes utilizan queroseno.

Dado que esto no responde a la pregunta (¿ Cómo medir el empuje producido en la cámara de combustión del motor de turbina de gas? ), podría ser más adecuado como comentario.
En una pequeña escala experimental de laboratorio, simplemente se ve cuánto peso levanta, al igual que el caballo de James Watt.
Y ahora tiene la parte más parecida a una respuesta como comentario :) Si tuviera que elaborar eso en el cuerpo, tendría una respuesta creíble.
@AEaquí el punto es antes de que uno entre en su garaje e intente algo peligroso, una pequeña investigación de antecedentes puede ser muy útil. Solo hay que mirar los datos de energía específicos ya proporcionados, junto con los datos de impulso específicos de los cohetes. Para los motores que respiran aire (desde autos hasta jets), conseguir la mayor cantidad de aire posible es el nombre del juego. En lugar de medir el empuje del compuesto X, solo se necesita medir su producción calórica (calor). La velocidad de combustión también puede ser significativa, así como el punto de ebullición. Y para empuje, mira que fuerte empuja un pistón!!!
No estoy en desacuerdo, pero: este sitio se trata de obtener respuestas. No es un foro de discusión. No hay charla. Este es un extracto del recorrido del sitio ( aviation.stackexchange.com/tour ).
Ah, ¿y tú eres el dueño del lugar? Lo siento, no incluí dispositivos de medición de empuje específicos (o teóricos) porque el contenido de energía de los propulsores ya se conoce y las pruebas peligrosas de "empuje" para demostrarlo no son necesarias. Apreciamos y respetamos sus opiniones, por qué no vemos lo que piensan los demás. 😊🚯🚯😊
Solo me importan los objetivos declarados de un sitio en el que paso algún tiempo. Mis disculpas si eso de alguna manera te molesta.
No hay problema, no pude resistirme a los emojies.
¿Cómo medir el empuje producido por la cámara de combustión del motor de turbina de gas?
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