program staustrahlinjektor; {mischquerschnitt des injektors ist vorausgesetzt. angesaugte luftmenge wird berechnet. iteration des w„rmebergangs an verdampferrohre Tabellen werden ausgedruckt} uses graph,crt,printer; const pi=3.14159; var T_k,T_0,p_k,p_0,kappa_t,kappa_L,R_L,R_t, lambda,luftmin,m_t,eta,rho_k,rho_0,krit, T_d,p_d,rho_d,v_d,A_d,D_d,v_e,I_t,m_s,m_ges, v_m,T_e,T_m,rho_m,A_m,D_m,v_s,p_s,I_s,p_m, v_aus,A_aus,D_aus,L_d,L_aus,cp,f_diff,p_br, v_brein,v_braus,T_br,Hu,rho_br,v_schub, A_schub,D_schub,nettoschub,schub,D_br,c, rho_met,m_t0,D_met,p_met,qs,A_wt,qv,Hv, qu,cp_treib,rho_k0,Vol,p_k0,m_verd,dt,p_stau, v_flug,Da_v,Di_v,L_v,epsilon,c_stahl, rohrmasse,fett,eta_diff,O2_bedarf, N2_zu_O2,p_H2O,p_CO2,p_H2O_s,p_CO2_s, qs_H2O,qs_CO2,qk,qe,f_sprung,eta_druck : real; i,k,skal : integer; p : array[1..640] of real; s : string; data : text; grDriver : Integer; grMode : Integer; ErrCode : Integer; {+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++} function pot(x,y:real):real; begin pot:=exp(ln(x)*y); end; {+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++} begin { skal:=10; grDriver := Detect; InitGraph(grDriver,grMode,'c:\tp\bgi'); ErrCode := GraphResult; if ErrCode = grOk then begin setcolor(blue); for i:=0 to (400 div skal) do begin line(0,400-i*skal,640,400-i*skal); str(i,s); outtextxy(0,400-i*skal,s); end; outtextxy(100,430,'p=1 [bar], T=100 [K], lambda=0.1 [kg/kg]'); setcolor(15); outtextxy(100,450,'p_k '); setcolor(4); outtextxy(200,450,'T_k '); setcolor(2); outtextxy(300,450,'lambda '); setcolor(5); outtextxy(400,450,'T_br'); setcolor(yellow); outtextxy(500,450,'Schub [N]'); } {eingabedaten++++++++++++++++++} T_k:=600+273; {kesseltemp} T_0:=20+273; {umgebungstemp} p_k:=1e6; {kesseldruck} p_0:=1e5; {umgebungsdruck} kappa_t:=1.234; {treibstrahl} kappa_L:=1.4; {luft} R_L:=287; {gaskonst. luft} R_t:=260; {gask. treibstrahl} lambda:=1.1; {gemischreiche m=1/lambda} luftmin:=1.5*4.29 ; {luft/brennstoff} O2_bedarf:=3/2; N2_zu_O2:=79/21; D_d:=0.003 ; {treibduesendurchmesser} eta:=0.85; {treibdsenwirkungsgrad} eta_druck:=0.8; {Druckverlust in Brennkammer} cp:=1250; {w„rmekapazit„t rauchgase 1800K} f_diff:=4; {fl„chenverh. diffusor} f_sprung:=1.4; {Durchmesser Brennkammer/Durchmesser Diffusor} eta_diff:=0.72; {Diffusorwirkungsgrad} Hu:=19.5e6; {heizwert} rho_met:=791; {Dichte Methanol} { D_met:=0.002;} { p_met:=1.5e6;} Da_v:=0.005; {Verdampferrohraussendurchmesser} Di_v:=0.0044; {Verdampferrohrinnendurchmesser} L_v:=5; {Verdampferrohrl„nge} A_wt:=L_v*Da_v; {bestrahlte Fl„che} Hv:=1.106e6; {Verdampfungsenthalpie von Methanol} cp_treib:=1112; {W„rmekapazit„t von Met.-dampf} c_stahl:=450; {W„rmekap. von Stahl} v_flug:=0; Vol:=pi/4*Di_v*Di_v*L_v; {Verdampfervolumen} rohrmasse:= 0.1* 7800*(pi/4*Da_v*Da_v*L_v-Vol); rho_0:=p_0/(R_L*T_0); p_stau:=rho_0/2 * v_flug * v_flug; {Staudruck} epsilon:=0.5; {Strahlungsbeiwert grauer Strahler} krit:=2/(kappa_t+1); {zustand im krit. durchmesser, engste stelle} A_d:=D_d*D_d*pi/4; {Treibduesenflaeche} { Startwerte fuer Verdampferiteration ++++++++++++++++++} dt:=0.01; p_k:=5*p_0; T_k:=500; T_br:=2000; m_verd:=p_k/(R_t*T_k)*Vol; i:=0; m_t0:=0.006; m_t:=0.5*m_t0; lambda:=1.1; p_br:=p_0; v_braus:=100; {++++++++++Mischrohrdaten+++++++++++++++++} p_m:=p_0+p_stau+1; D_m:=0.03; a_m:=D_m*D_m*pi/4; A_aus:=A_m; D_aus:=D_m; D_br:=sqrt(4/pi*A_aus*f_diff); {++++++++++++treibdsenberechnung++++++++++++++++++=+++++++++++++++++++++} { writeln(lst,' Treibmasse = ',m_t:8:5,' [kg/s]'); } { writeln(lst,' Tk |pk |rhoK |ve |Ld |It |ms |lamb |mt |', 'etaS|Te |Tm |vm |vs |vBre|pBr |Tbr |vBra|va |da |Fn |Fb |verbr'); } assign(data , 'verd10.dat'); rewrite(data); for k:=6 to 28 do begin i:=0; m_t0:=0.0005*k; m_t:=0.5*m_t0; repeat i:=i+1; { m_t0:=rho_met*D_met*D_met*pi/4*sqrt(2*(p_met-p_k)/rho_met); } {+++++++++++++++++++++++++} { qs:=dt*epsilon*5.67*A_wt*(exp(ln(T_br/100)*4)-exp(ln((T_k+50)/100)*4)); } p_CO2:= 1 / (O2_bedarf*(lambda-1)+O2_bedarf*N2_zu_O2*lambda+2) * p_br/1.013e5; p_H2O:= 2 / (O2_bedarf*(lambda-1)+O2_bedarf*N2_zu_O2*lambda+1) * p_br/1.013e5; p_H2O_s:= p_H2O*D_br*f_sprung ; p_CO2_s:= p_CO2*D_br*f_sprung ; qs_H2O:= 1.16*dt*(40-73*p_H2O_s)*pot(p_H2O_s , 0.6) *(pot(T_br/100 , 2.32+1.37*pot(p_H2O_s , 0.333)) - pot(T_k/100 , 2.32+1.37*pot(p_H2O_s , 0.333))); qs_CO2:= 1.16*dt*8.9*pot(p_CO2_s , 0.4) *(pot(T_br/100 , 3.2) -pot(T_k/100 , 3.2)*pot(T_br/T_k , 0.65)); qk:= 1.16*dt*(3.55+0.2*(T_br-273)/100-0.0066*pot((T_br-273)/100 , 2)) *pot(v_braus/pot(f_sprung , 2) , 0.75)/pot(D_br , 0.25) * A_wt * (T_br-T_k); qv:=dt*m_t0*Hv; { if qs-qv<0 then writeln('verdampfer zu klein'); } cp_treib:=1370+(2793-1370)*(T_k-298)/(1000-298); { Linear-Interpolation } qu:=qs_CO2+qs_H2O+qk-qv; qe:=qu-m_t0*dt*cp_treib*(T_k-T_0); T_k:=T_k+qe/((m_verd+dt*m_t0)*cp_treib+rohrmasse*c_stahl); if T_k<0 then begin readln;exit;end; m_verd:=m_verd+dt*m_t0-dt*m_t; rho_k0:=m_verd/Vol; p_k0:=rho_k0*R_t*T_k; { rho_k:=p_k/(R_t*T_k); } rho_0:=p_0/(R_L*T_0); rho_k:=rho_k0; p_k:=p_k0; if T_k<337 then p_k:=p_0+1000; {siedepunkt methanol} if p_k639 ; { abs(m_t-m_t0)<0.00001 ; } { writeln(lst,T_k:4:0,p_k:8,rho_k:6:2,v_e:5:0,l_d:5:0,i_t:5:1,m_s:6:3, lambda:6:2,m_t:8:5,l_aus/l_d:5:2,T_e:5:0,T_m:5:0,v_m:5:0,v_s:5:0, v_brein:5:0,p_br-p_0:6:0,T_br:5:0,v_braus:5:0,v_schub:5:0,D_schub:7:4, nettoschub:5:1,schub:5:1,m_t/schub:8); } write('.'); writeln(data, m_t0,' ',nettoschub,' ', T_k/100,' ',T_br/100,' ',p_k/1e5,' ',lambda*10); end; {k, treibmasse } close(data); { CloseGraph; end else WriteLn('Graphics error:', GraphErrorMsg(ErrCode)); } {+++++++++++++++++++++++++++++++++} writeln('mischungsquerschnitt Dm ',D_m); writeln('mischgeschw ',v_m); writeln('treibimpuls N ',I_t); writeln('treibmasse kg/s ',m_t); writeln('mischdruck ',p_m-p_0); writeln('treibdsen austrittsgeschw ',v_e); writeln('treibdsendurchm ',D_d); writeln('ansauggeschw ',v_s); writeln('treibdsenleistung ',l_d); writeln('diffusor eintr.leistung ',l_aus); writeln('diffusor eintrittsgeschw ',v_aus); { writeln('diffusor eintr. durchm ',D_aus); } writeln('ansaugunterdruck ',P_s-p_0); writeln('treibstrahltemp ',T_e); writeln('mischtemp ',T_m); writeln('mischdichte ',rho_m); writeln('treibdsenleistungs wirkungsgrad ',l_aus/l_d); writeln('brennkammer temp ',T_br ); writeln('brennkammer geschw ',v_braus ); writeln('schubdsengeschw ',v_schub ); writeln('nettoschub ',nettoschub ); writeln('brennk druck ',p_br-p_0 ); writeln('bruttoschub ',schub ); writeln('spez. verbrauch (kg/s)/N ',m_t/schub ); writeln('lambda ',lambda ); { writeln(' ', ); writeln(' ', ); } end.