¿Cuánto tiempo tardaría el aire en escaparse por completo de una nave espacial?

Si una nave espacial de volumen V estaba filtrando aire de densidad rho como una tasa de flujo másico de m-punto, ¿puede calcular el tiempo para que todo el aire se filtre usando (rho x V)/m-punto? rho disminuiría y m-dot debería disminuir, pero ¿en qué cantidad cambiarían las proporciones? ¿Puedes usar (rho x V)/m-dot y luego duplicarlo? ¿O porque es un vacío en el que se está filtrando el aire a medida que la densidad disminuye, la velocidad del aire que escapa aumenta, por lo que no sería necesario duplicar el tiempo?

Saludos por cualquier ayuda, pero realmente solo quiero obtener una gran cámara de vacío y recopilar datos sobre esto, si alguien tiene uno y puede hacer el experimento, por favor déjeme tener los datos :)

Depende del tamaño y la forma de la fuga. Vea esta pregunta ligeramente relacionada. Da expresión para mdot para agujeros pequeños.

Respuestas (1)

Aquí hay un gráfico que muestra cuánto tiempo le habría tomado al transbordador Orbiter perder hasta 8 psi.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Eliges una curva basada en la presión inicial de la cabina (14,7 era nominal). El eje X es el equivalente dp/dt (tasa de caída de presión corregida a 14,7, esta es una función del tamaño del orificio). Luego lee el tiempo a 8 psi del eje Y.

Por ejemplo, se predijo que un orificio de 1/3 de pulgada de diámetro daría (aproximadamente) un dp/dt equivalente de -0,1*, que se filtraría en una cabina de 14,7 psi a 8 psi en ~35 minutos. (*esta información es del Manual de la consola de capacitación de los sistemas de transporte, no en línea)

(8 psi era importante porque esa es la presión a la que los reguladores de emergencia se rompieron y comenzaron a fluir gas hacia la cabina. Después de eso, había un segundo nomograma que mostraba cuánto tiempo llevaría gastar todo el gas almacenado a bordo).

En la parte inferior se puede ver que el volumen total de la cabina fue de 2703 pies cúbicos.

Esta respuesta habla sobre cómo se usaron los gráficos y da la fuente: ¿ Primeras acciones tomadas después de identificar una descompresión potencialmente catastrófica?

Muchas gracias, eso me ha dado una base sólida y una solución/aplicación del mundo real. Trataré de plantearles un problema a mis alumnos basado en esto.
@JezTurner véase también space.stackexchange.com/q/40762/6944 y sus respuestas.
¿Cuánto tiempo tardaría el aire en escaparse por completo de una nave espacial?
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