Temperatur und Druck des Raketenabgases

Wie hoch ist die Temperatur und der Druck des Abgases, das während der letzten drei Sekunden des Countdowns aus der Rakete austritt (Rauch, der in Bodennähe bleibt)?

Wie viel Kohlendioxid enthält dieser Rauch (ungefähr)?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Zur CO2-Frage gibt es hier einige Informationen: space.stackexchange.com/questions/13082/…
Die Düsen von Raketentriebwerken sind für den Ausstoß mit maximaler Geschwindigkeit bei minimalem Druck optimiert. Der Druck ist daher nur wenig höher als der atmosphärische Druck. Hoher Abgasdruck wäre schlecht für die Effizienz.
Tatsächlich atmosphärisch niedriger als der Meeresspiegel am Ausgang.
Ein Großteil dieses "Rauchs" ist tatsächlich Dampf, der entsteht, wenn der heiße Auspuff auf das Wasser des Schalldämpfungssystems trifft.

Antworten (1)

Die Temperatur und der Druck in der Brennkammer des Triebwerks sind sehr hoch – im Bereich von 3400 °C und 100 Atmosphären für die Merlin-Triebwerke des Falcon Heavy.

Die glockenförmige Düse eines Raketentriebwerks dehnt jedoch den Abgasstrom aus, wodurch er sowohl gekühlt als auch druckreduziert wird. Idealerweise sollte der Austrittsdruck für die beste Leistung dem Umgebungsluftdruck entsprechen, in den Sie ausströmen; Auf Meereshöhe bedeutet dies normalerweise, dass der Auspuff tatsächlich unter dem Umgebungsdruck liegt, da er für Flüge in größerer Höhe optimiert ist.

Der Austrittsdruck für Merlin beträgt etwa 0,7 Atmosphären; Ich bin mir nicht sicher über die Temperatur, aber es ist wahrscheinlich um die 1500ºC.

Bedeutet dies, dass Sie am Ende der Düse eine ~ 140-mal größere Oberfläche im Vergleich zum Motorhals haben müssen?
@DaGroove Der Massenstrom ist entlang der Düse konstant. Die Austrittsgeschwindigkeit nimmt stark zu und die Dichte nimmt nicht linear mit dem Druck ab, da die Temperatur sinkt. Daher ist das Düsenverhältnis viel kleiner als 140. Das Düsenverhältnis beträgt etwa 16.
@Christoph ah, das macht Sinn. 140 erschien mir selbst für Vakuumdüsen sehr viel. Vielen Dank!
Temperatur und Druck des Raketenabgases
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