Stickstoff hat einen kritischen Punkt von 126,2 K und 3,4 MPa (34 bar). Luft enthält 75 % Stickstoff
Beispielsweise hat Stickstoff einen kritischen Punkt von 126,2 K (–147 ° C) und 3,4 MPa (34 bar).
Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Supercritical_fluid
In einem Düsentriebwerk übersteigt der Druck oft 34 bar (wie auf Wikipedia zu sehen ist, wo zum Beispiel das GE9X das 60-fache des Umgebungsdrucks erreicht), die kritische Temperatur von Stickstoff wird bei Raumtemperatur überschritten. Ist also Luft (Flüssigkeit) in den Hochdruckbereichen eines Strahltriebwerks überkritisch?
Vielleicht beim Start, definitiv nicht im Reiseflug
Man muss bedenken, dass der atmosphärische Druck mit der Höhe abnimmt . Bei FL360 haben Sie ~0,226 Balken. Selbst wenn Sie mit dem Druckverhältnis des GE9X von 60 multiplizieren, erhalten Sie ~13,56 bar, weit unter den erforderlichen 34 bar.
Beim Start könnte es sich um eine andere Situation handeln, da die Triebwerke bei einem Umgebungsdruck von ~1 bar mit voller Leistung arbeiten, was dazu führen könnte, dass die Hochdruckkompressorstufen unter überkritischen Bedingungen arbeiten. Beachten Sie jedoch, dass die unmittelbar folgende Verbrennung die chemische Zusammensetzung erheblich verändert und somit der kritische Punkt als Folge verändert werden kann.
Da Triebwerke für Reisebedingungen optimiert sind, ist es höchst unwahrscheinlich, dass überkritische Bedingungen weitreichende Auswirkungen auf die Konstruktion haben, es sei denn, sie würden den Start unpraktisch machen.
Der kritische Punkt liegt per Definition auf der Gleichgewichtskurve und erfordert daher ein geschlossenes System. Gasturbinen (z. B. Düsentriebwerke) sind jedoch offene Systeme .
Die angegebene Zahl von 60 ist das maximal Erreichbare im Reiseflug. Es heißt OPR , O für Overall, was die erhöhte Kompression durch die Stauluft berücksichtigt (die Luft, die beispielsweise mit Mach 0,85 in den Einlass gerammt wird). Beim Start, wo der atmosphärische Druck höher, aber die Vorwärtsgeschwindigkeit langsam ist, ist der OPR um einen Wert niedriger als 60. (Aber da es sich um ein offenes System handelt, wäre es egal, ob er höher wäre.) Ein prominentes Beispiel für die zusätzliche Aufnahme Kompression war die Concorde :
Das Gesamtdruckverhältnis für das Triebwerk bei Mach 2,0-Kreuzfahrt auf 51.000 Fuß war etwa 82:1, mit 7,3:1 vom Einlass und 11,3:1 von den Motorkompressoren.
Ist Luft (Fluid) in den Hochdruckbereichen eines Strahltriebwerks überkritisch?
Wenn Sie meinen, sowohl die Gas- als auch die Flüssigphase zu zeigen, dann wieder nein.
Dies gilt nur in der Nähe des sehr kalten kritischen Punkts, und das Umgehen (nahtloser Phasenwechsel) erfordert eine massive Kühlung. Bei einem Düsentriebwerk verhält sich Gas selbst unter überkritischen Bedingungen wie ein Gas .
Ralf Htp
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Federico
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