2018 | OriginalPaper | Buchkapitel
Ramjet
verfasst von : Prof. Dr. Walter Bitterlich, Dr. Ulrich Lohmann
Erschienen in: Gasturbinenanlagen
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
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Auszug
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’ 9.3.2015: Ramjet.INP for TLORGTDP.FOR (Ramjet) ’
’Ramjet, without shaft, subsonic combustion ’
’ 70,500 kg/s ’,’= EMPBKE Air mass flow rate at comb. chamber inlet ’
’ 7460 min-1 ’,’= RN Number of revolutions ’
’ 20,4 bar ’,’= PVA Compressor outlet pressure ’
’ 2000,00 K ’,’= TTBKA Combustion chamber outlet total temperature ’
’ 98,0 % ’,’= ETAMGT Mechanical efficiency of gas turbine ’
1 ,’= IDISS Dissociation parameter: (0) (1) (10) (11) (20) (21)’
’ 2000øC ’,’= TFROZ Frozen temperature for chemical equilibrium ’
RLAMD = 0,98 RLAMD Nozzle divergence factor (AP: 0,98)
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’ Air intake’
’ 0,22632 bar ’,’= PU Air pressure ’
’ 216,65 K ’,’= TU Air temperature ’
’ 60 % ’,’= FI Relative humidity of air ’
’ 0,1 ’,’= ZETAE Inlet loss coefficient ’
’ Combustion chamber’
’ 288,15 K ’,’= TBE Fuel inlet temperature ’
’ 0,87000 ’,’= CMA Mass fraction carbon of aviation kerosene JP-4’
’ 0,13000 ’,’= HMA Mass fraction hydrogen ’
’ 0,00200 ’,’= SMA Mass fraction sulphur ’
’ 42,496E6 ’,’= HUB Heating value of fuel ’
’ 2135 J/(kgK) ’,’= CPB Specific heat capacity of fuel ’
,00 kg/m3 ’,’= RHOB Density of fuel ’
90.00 ,’=CBKE (m/s) Velocity at combustion chamber inlet’
50.00 ,’=CBE (m/s) Velocity of fuel after jet’
90.00 ,’=CBKA (m/s) Velocity at combustion chamber outlet’
’ 99,96700 % ’,’= ETABKE Flow efficiency at comb. chamber inlet’
’ 99,96700 % ’,’= ETABK Flow efficiency of combustion chamber ’
’ 97,00000 % ’,’= ETAC Chemical efficiency of combustion chamber ’
’ 99,96700 % ’,’= ETABKA Flow efficiency at comb. chamber outlet’
’ Diffusor and plant outlet’
118.00 ,’=CDA (m/s) Velocity at diffusor outlet’
’ 72,0 % ’,’= ETADIF Diffusor efficiency ’
’ 85,0 % ’,’= ETAA Nozzle efficiency ’
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Luft Zusammensetzung
77.896 % PSIN2
20.893 % PSIO2
0.033 % PSICO2
0.926 % PSIAR
0.253 % PSIH2O
28.937 = ML (kg/kmol) molare Masse
287.336 = RL (J/(kg K)) spezifische Gaskonstante
i T(i) tC p(i) h(i) s(i) Tt(i) pt(i) ht(i) c(i) mp(i) v(i) Ma(i)
U 216.7 -56.5 22632 -81851 7469 613.50 899689 323148 900 70.5 2.751 3.047
VE 608.8 335.6 452389 318148 7658 613.50 465456 323148 100 70.5 0.387 0.204
100. = cVE (m/s) 490. = aVE (m/s) 0.204 = MaVE
VA 608.8 335.6 452389 318148 7658 613.50 465456 323148 100 70.5 0.387 0.204
0.204 490. MaVA aVA (m/s) Eintritt Brennkammer
BKE 609.7 336.5 454851 319098 7658 613.50 465455 323148 90 70.5 0.385 0.183
90. = cBKE(m/s) 491. = aBKE(m/s) 0.183 = MaBKE
3.2169151376296050 EMPBE Brennstoffmassenstrom
i T(i) TC p(i) h(i) s(i) Tt(i) pt(i) ht(i) c(i) mp v
BE 288.1 15.0 1454851 -19658 -72 288.15 2454851 -18408 50 3.2 0.001
-0.0004 0.0001 muBK=1-1/etaBK-DCQDDH und DCQDDH
0.069 14.48 betast und lmin
0.046 1.51 1.51 betaG lambda lOX
Zusammensetzung des Verbrennungsgases Brennkammer Austritt
74.584541 % PSGN2
6.678567 % PSGO2
9.161999 % PSGCO2
0.887559 % PSGAR
8.337273 % PSGH2O
0.788E-02 % PSGSO2
0.021497 % PSGCO
0.429E-02 % PSGH2
0.491E-03 % PSGH
0.097353 % PSGOH
0.793E-02 % PSGO
0.210191 % PSGNO
0.432E-03 % PSGNO2
0.097353 % PSGOH
0.196E-05 % PSGSO
0.351E-07 % PSGN
0.375E-18 % PSGCH4
0.722E-11 % PSGH2S
29.012 = MG (kg/kmol) molare Masse
286.591 = RG (J/(kg K)) spezifische Gaskonstante
73.7169151376296000 EMPBKA
BKA 1997.0 1723.9 453922 2103031 9243 2000.00 457144 2107081 90 73.7 1.261 0.106
90. = cBKA(m/s) 852. = aBKA(m/s) 0.106 = MaBKA
TE 1991.7 1718.6 448238 2095831 9243 2000.00 457142 2107081 150 73.7 1.273 0.176
0.176 851. MaTE aTE (m/s) Austritt Brennkammer
Calculation in DIFUSOUT
TA 1991.7 1718.6 448238 2095831 9243 2000.00 457142 2107081 150 73.7 1.273 0.176
DAM 1995.1 1721.9 450667 2100119 9244 2000.00 456180 2107081 118 73.7 1.269 0.139
PA 1679.0 1405.9 174122 1675462 9284 2000.00 395536 21070811333 73.7 2.764 1.702
Machzahlen
900. = c0 (m/s) 295. = a0 (m/s) 3.047 = Ma0
100. = cVA (m/s) 490. = aVA (m/s) 0.204 = MaVA
90. = cBKE(m/s) 491. = aBKE(m/s) 0.183 = MaBKE
90. = cBKA(m/s) 852. = aBKA(m/s) 0.106 = MaBKA
150. = cTA (m/s) 851. = aTA (m/s) 0.176 = MaTA
1333. = cPA (m/s) 783. = aPA (m/s) 1.702 = MaPA
Flugmaschine
11.000 = h0 (km) Flugho″he ( 0.22632 bar Druck, -56.50øC Temperatur)
900.000 = c0 (m/s) Fluggeschwindigkeit
3.047 = Ma0=c0/a0 Flugmachzahl
34.833 = F=FTL+FFAN (kN) Gesamt-Schub
34.833 = FTL=mpPA*cPA (kN) TL-Schub
494.1 = FS=F/mpPU (kN/(g/s)) Spezifischer Schub
332.5 = bs=mpB/F (g/(skN)) Spezifischer Brennstoffverbrauch
27.88 = etaiGT=-PiGT/(etaC*EpB) (%) Innerer Wirkungsgrad GT
27.04 = ETAGT=-PIGT/EPB (%) Gesamtwirkungsgrad GT
19.99 = piVAU=ptVA/pU Druckverha″ltnis der Verdichtung, bezogen auf PU
20.57 = piTVAU=ptVA/pU Totaldruckverha″ltnis der Verdichtung, bezogen auf PU
++++++++++++++++++++++++
0.98 = pitBK=ptTE/ptVA Totaldruckverha″ltnis der Brennkammer
++++++++++++++++++++++++
524.325 = wtGT (kJ/kg) Spezifische Arbeit
36.965 = PiGT (MW) Innere Leistung
3.3 = TAUTP=TTTE/TTVE Totales Prozess-Temperaturverha″ltnis
++++++++++++++++++++++++
31.349 = PF (MW) Flugleistung
136.706 = EPB (MW) Brennstoff Energiestrom
++++++++++++++++++++++++
22.93 = ETAA=PF/EPB (%) Au″s″erer Wirkungsgrad
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Zustandspunkte des Ramjets
i T(i) tC p(i) h(i) s(i) Tt(i) pt(i) ht(i) c(i) mp(i) v(i) Ma(i)
(K) (øC) (Pa) (J/kg)(J/kgK) (K) (Pa) (J/kg)(m/s) (kg/s) (m3/kg)
U 216.7 -56.5 22632 -81851 7469 613.50 899689 323148 900 70.5 2.751 3.047
VE 608.8 335.6 452389 318148 7658 613.50 465456 323148 100 70.5 0.387 0.204
BKE 609.7 336.5 454851 319098 7658 613.50 465455 323148 90 70.5 0.385 0.183
BKA 1997.0 1723.9 453922 2103031 9243 2000.00 457144 2107081 90 73.7 1.261 0.106
TE 1991.7 1718.6 448238 2095831 9243 2000.00 457142 2107081 150 73.7 1.273 0.176
DA 1995.1 1721.9 450667 2100119 9244 2000.00 456180 2107081 118 73.7 1.269 0.139
PA 1679.0 1405.9 174122 1675462 9284 2000.00 395536 21070811333 73.7 2.764 1.702
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