Stuwkracht CO2 cartridge
-
Ik houd mijn PWS over het modelleren van een raketvlucht. Voor mijn model heb ik de stuwkracht van een 16 gram CO2 cartridge nodig. Nu vroeg ik mij af wat de beste manier om dit te berekenen is. Op het internet heb ik al het een en ander gelezen over Bernoulli's equations, echter lijkt dit niet helemaal te werken aangezien het CO2 gas niet met een snelheid begint. Hoe kan ik toch aan deze stuwkracht komen?
alvast bedankt!Mvg,
Philip Vaartjes
-
Hoi Philip, @philipvaartjes
Ik heb te weinig informatie om me echt te kunnen verdiepen in opzet/doel en je probleem, maar van wat je schrijft begrijp ik dat de CO2 in een cartridge onder druk (=kracht per oppervlakte) is opgeslagen en je de potentiele energie wil gebruiken om je raket mee voort te stuwen. In dat geval kun je de zogenaamde "rocket equation" van Tsiolkovsky gebruiken.Mocht dit niet de oplossing zijn voor je probleem, stuur me dan iets meer info over wat je precies wil doen dan ga ik ermee aan de slag.
Groetjes,
Juul
-
Hoi Juul,
Ik heb even gekeken naar de 'rocket equation' van Tsiolkovsky, echter wordt er in deze formule gevraagd naar een 'exhaust velocity' die ik niet weet. Op Wikipedia stond dat de 'exhaust velocity' ook vervangen kan worden door de 'specific impuls'. Op de Wikipedia pagina van de 'specific impuls' staat een formule voor de stuwkracht (F_thrust = g * Isp * m. hierin is: g = zwaartekracht, Isp = specific impuls, m. = mass flow rate). Op het internet heb ik een seminar blad over microthrusters gevonden waarin een 'specific impuls waarde' voor CO2 van 61 staat. De mass flow rate van de CO2 cartridge heb ik kunnen bepalen aan de hand van een video opname (0.016 kg/s). Met deze formule kom ik op een redelijk realistische stuwkracht van 9.5N maximaal. Nu heb ik echter mijn druk nog niet gebruikt daarnaast neemt de stuwkracht geleidelijk af. Wat kan ik het beste doen?Enkele waarden:
M_totaal = 0.086 kg
M_CO2 = 0.016 kg
Isp_CO2 = 61
mass flow rate = 0.016 kg s^-1
volume CO2 cartridge = 2.162 * 10^-5 m^3
diameter van het gat waardoor het CO2 ontsnapt = 1.0 mmmvg,
Philip Vaartjes -
@philipvaartjes
Hoi Philip, @philipvaartjesGoed werk! Wat is de tijd waarover je meet? Ik denk dat het slim is om het process in tijdsstukken te hakken. Hierdoor krijg je verschillende mass flow rates uit je video ipv een gemiddelde en zal je thrust dus met de tijd afnemen.
Als dit te ingewikkeld is zou je kunnen aannemen dat de maximale massflow rate exponentieel afneemt.Met specific impulse kun je de exhaust velocity berekenen. Kijk ook eens naar de volgende equations via deze 2 links: ideal rocket eq, rocket thrust
Groetjes en Succes!
Juul
