От Игорь С.
К 7-40
Дата 26.09.2007 21:14:39
Рубрики Крах СССР; Манипуляция;

Для вычисления оптической толщины

надо бы сначала установить состав среды, особенно в окрестности стенок. И уж в любом случае вся сажа в него входит, правда Стас?
>>>Длина пробега излучения - это оптическую толщу теперь так называют? ;)

Длина свободного пробега (mean free path, mfp) - это расстояние, на котором доля непровзаимодействовавших со средой (непоглотившихся и нерассеявшихся) частиц уменьшается в е раз (т.е. показатель экспоненты, описывающий непровзаимодействавшие частицы).


с точки зрения практики Солнце вращается вокруг Земли
От 7-40
К Игорь С. (26.09.2007 21:14:39)
Дата 27.09.2007 01:08:46

Re: Для вычисления...

>Длина свободного пробега (mean free path, mfp) - это расстояние, на котором доля непровзаимодействовавших со средой (непоглотившихся и нерассеявшихся) частиц уменьшается в е раз (т.е. показатель экспоненты, описывающий непровзаимодействавшие частицы).

Ну да. Просто в астрофизике по крайней мере этот термин к излучению применяется достаточно редко. Говорят обычно о коэффициенте поглощения - величине, обратной длине свободного пробега фотона.
От Pokrovsky~stanislav
К Игорь С. (26.09.2007 21:14:39)
Дата 26.09.2007 22:28:06

Re: Для вычисления...

>надо бы сначала установить состав среды, особенно в окрестности стенок. И уж в любом случае вся сажа в него входит, правда Стас?

1) Вообще говоря, то пленочное охлаждение, которое по описанию организовано в Ф-1, - это подача вдоль стенок продуктов горения керосина в газогенераторе после их использования в турбине турбонасосного агрегата.

В отличие от схемы с подачей топлива без окислителя вдоль стенок, описанного Каревым(по практике советского двигателестроения), здесь сложно надеяться на переизбыток сажи.

2) Ясно, что Вы мне не поверите, но углерод как бы тоже испаряется. И при температуре, равновесной с температурой камеры сгорания масштаба 3000 градусов давление насыщенных паров углерода уже вполне ощутимое - 10 Па.

3) А вот про то, что при высоких температурах, еще даже не доходящих до 1000 градусов, углерод бурно реагирует с парами воды с образованием генераторного газа по реакции
С+Н2О=СО+Н2, Вы как бы должны были слышать еще в школе на уроках химии.
Ну а пары воды - как бы - один из основных продуктов сгорания топлива.
Если идет серьезный избыток углерода, то при попадании сажистых частиц в поле высокотемпературного излучения, они как бы довольно неплохо газифицируются.

Немножко цифр из собственной научной практики.
В поле лазерного излучения за время масштаба 100 мкс при интенсивности 10^4 Вт/см2 микронные частички сажи успевают и испариться, и переконденсироваться в субмикронные на периферии пучка.
В Барнауле команда лазерщиков-аэрозольщиков из Алтайского госуниверситета под руководством Букатого в 80-е интенсивно исследовала поведение как раз сажистого аэрозоля. У них, сколько помню, процессы переконденсации проходили в лазерных импульсах при плотности потоков 10^3 Вт/см2. В камере сгорания потоки немножко меньше. Масштаба 100-300 Вт/см2. Но и времена не 100 микросекунд, а масштаба миллисекунды.
Но и переконденсация-то означала полное испарение частички, причем довольно солидных микронных размеров.
_________________________________

Резюме. У меня есть вполне достаточные основания говорить, что сажа в камере сгорания, да еще и со сверхстехиометрическим составом смеси по кислороду - на оптическую плотность не влияет.
От 7-40
К Pokrovsky~stanislav (26.09.2007 22:28:06)
Дата 27.09.2007 01:07:03

Re: Для вычисления...

>>надо бы сначала установить состав среды, особенно в окрестности стенок. И уж в любом случае вся сажа в него входит, правда Стас?
>
>1) Вообще говоря, то пленочное охлаждение, которое по описанию организовано в Ф-1, - это подача вдоль стенок продуктов горения керосина в газогенераторе после их использования в турбине турбонасосного агрегата.
>В отличие от схемы с подачей топлива без окислителя вдоль стенок, описанного Каревым(по практике советского двигателестроения), здесь сложно надеяться на переизбыток сажи.

Именно здесь переизбыток сажи огромен. Потому что именно в ГГ топливо сжигается с очень большой нехваткой окислителя, и дым из газогенератора - как из мусорной ямы. Именно от этого, кстати, дым от Ф-1 столь чадящий: это сбрасывается газ с турбины, а газ этот полон сажи. На Авиабазе уже рассказывали: двигатель на стенде так чадил, что случались даже отключения из-за ложного восприятия ситуации как аварийной.

>2) Ясно, что Вы мне не поверите, но углерод как бы тоже испаряется. И при температуре, равновесной с температурой камеры сгорания масштаба 3000 градусов давление насыщенных паров углерода уже вполне ощутимое - 10 Па.

Уже 3000 в КС? Ужосс. Скоро 5000 будет. :)

>3) А вот про то, что при высоких температурах, еще даже не доходящих до 1000 градусов, углерод бурно реагирует с парами воды с образованием генераторного газа по реакции
>С+Н2О=СО+Н2, Вы как бы должны были слышать еще в школе на уроках химии.
>Ну а пары воды - как бы - один из основных продуктов сгорания топлива.
>Если идет серьезный избыток углерода, то при попадании сажистых частиц в поле высокотемпературного излучения, они как бы довольно неплохо газифицируются.

Ещё раз посмотрите на пламя из керосинового ЖРД, любого. Оцените его прозрачность. Вот так оно "неплохо газифицируется". Сравните с пламенем гептила или водорода.

>Немножко цифр из собственной научной практики.

Уже не интересно.

>Резюме. У меня есть вполне достаточные основания говорить, что сажа в камере сгорания, да еще и со сверхстехиометрическим составом смеси по кислороду - на оптическую плотность не влияет.

Это как в анектоде: "и вы говорите". :)

Кстати, Вы уже поняли, что оптическая плотность Вас не спасёт ни в каком случае? Или Вы ещё не определились, находится ли в Вашей КС вещество в равновесии с излучением? Или Вы даже не знаете, какое это имеет значение? ;)
От Pokrovsky~stanislav
К 7-40 (27.09.2007 01:07:03)
Дата 27.09.2007 10:36:35

Re: Для вычисления...

>Уже 3000 в КС? Ужосс.

Виноват.
Если в кельвинах, то не 3000, а 3300.

По Шунейко температура в КС Ф-1 3000 градусов Цельсия.
__________________
Относительно равновесия с излучением: а как же?

Типичные частички дымов радиусом 100 нм имеют поглощающую излучение поверхность масштаба
4х3.14хr2~10^-9 см2.
Объем 10^-15. Масса 10^-15(и даже меньше, учитывая типичную структуру частичек - пористую. Типа сферы с внутренней полостью, шестигранной трубки и т.д.)
Теплоемкость единичной частички 10^-15 Дж/град.
Поток излучения масштаба 100 Вт/см2(реальный 200-400 Вт/см2).
Время разогрева частички в этом потоке до температуры 1000 градусов составляет 10^-5 секунды.
Максимальная скорость, до которой разгоняются газы в КС - это местная скорость звука в критическом сечении сопла на выходе из КС. Это что-то около 1000 м/с. Реальная скорость течения около стенки внутренних частей КС не превосходит 100 м/с - далее уже слишком сильны эффекты сжимаемости газов.
За время прогрева до температур в тысячи градусов частичка вместе с потоком газа успевает пройти несколько миллиметров. Ну сантиметр, ну два, ну даже 3 - учитывая все трудности и тяжелое наследие в виде окружающего ее остывшего газа.

И оказывается... в равновесии с излучением. Ну не прогреваться же ей до 20 тыс. градусов(а времени на это - более, чем достаточно), - в конце концов. Совесть типа надо иметь. Вот она, исключительно по-совести, и оказывается в равновесии: сколько тепла поступило с излучением, столько она переизлучила или отдала камере в форме энергии фазового перехода, уносимой испарившимися атомами.

Ой!... Еще и отдала в форме энергии эндотермической реакции с молекулами воды С+Н2О=СО+Н2
От 7-40
К Pokrovsky~stanislav (27.09.2007 10:36:35)
Дата 27.09.2007 19:00:08

Re: Для вычисления...

>>Уже 3000 в КС? Ужосс.
>Виноват.
>Если в кельвинах, то не 3000, а 3300.
>По Шунейко температура в КС Ф-1 3000 градусов Цельсия.

Вообще-то нам нужна температура у стенок... ;)

>Относительно равновесия с излучением: а как же?

Ага-а-а! Значит, всё-таки в равновесии? Точно-точно? А то я уж испугался... А то кто-то тут чуть не плазму описывать брался: http://vif2ne.ru/nvz/forum/0/co/228723.htm ;)

...Рассуждения скипаю, то, что в КС не плазма, и так понятно. :) Ну так как, если ЛТР в КС существует, то какова у нас роль оптической толщи? Как у нас излучает вещество, как поглощает? Что об этом думает господин Кирхгоф? ;)