Springen naar inhoud

Stuwkracht berekenen (waterraket)



  • Log in om te kunnen reageren

#1

Robert van der Beek

    Robert van der Beek


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 24 juni 2013 - 18:27


Hallo,

ik heb een vraag over de stuwkracht van een waterraket,

hoe kun je deze berekenen?

Ik probeer er een model van te maken in PowerSIM, maar ik weet niet wat ik moet koppelen om de stuwkracht te kunnen berekenen.

Welke gegevens heb ik nodig om deze stuwkracht te kunnen uitrekenen en hoe moet ik dit doen? Welke formule moet ik invoeren bij de variabele stuwkracht_Fstuw ?

En daarbij nu blijft de hoogte maar toenemen en daalt deze niet meer, komt als je bijv voor Fstuw 50N invult deze groter is dan de zwaartekracht en dus blijft stijgen...

Bijgevoegde miniaturen

  • model waterraket.png
  • formules powersim model waterraket.png

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44893 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 25 juni 2013 - 14:21

Opmerking moderator :

Iemand die hier een handje kan toesteken?
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 25 juni 2013 - 18:57

Voor elke raket geldt: Stuwkracht (N) = Massauitstroom (kg/s) * Uitstroomsnelheid (m/s) = (ρ•v•A) * v = ρ•v2•A

Men kan dat in theorie omvormen naar: Fstuw = 2•p•A

Dat laatste is echter alleen zo in een ideale wrijvingsloze wereld.

Echte raketmotoren hebben in de praktijk een Fstuw = X•p•A
waarbij X ergens tussen 1,6 en 1,9 ligt, afhankelijk van het motorontwerp

Wat bij een waterraket die factor X is weet ik niet maar ik vermoed lager dan die 1,6

ρ = dichtheid, kg/m3
v = uitstroomsnelheid, m/s
A = uitstroomopeningsoppervlak, m2
p = druk in raketmotor of waterraket, N/m2
Hydrogen economy is a Hype.

#4

Robert van der Beek

    Robert van der Beek


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 25 juni 2013 - 19:02

Voor elke raket geldt: Stuwkracht (N) = Massauitstroom (kg/s) * Uitstroomsnelheid (m/s) = (ρ•v•A) * v = ρ•v2•A

Men kan dat in theorie omvormen naar: Fstuw = 2•p•A

Dat laatste is echter alleen zo in een ideale wrijvingsloze wereld.

Echte raketmotoren hebben in de praktijk een Fstuw = X•p•A
waarbij X ergens tussen 1,6 en 1,9 ligt, afhankelijk van het motorontwerp

Wat bij een waterraket die factor X is weet ik niet maar ik vermoed lager dan die 1,6

ρ = dichtheid, kg/m3
v = uitstroomsnelheid, m/s
A = uitstroomopeningsoppervlak, m2
p = druk in raketmotor of waterraket, N/m2


hoe kan ik de uitstroomsnelheid weten?
Het uitstroomopeningsoppervlak is ongeveer 1 cm, en de dichtheid moet ik die van water nemen dan of van lucht?
En de druk in de waterraket is bij welke druk de waterraket de lucht in vliegt? (3/4 bar ong bij ons)

#5

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 25 juni 2013 - 19:57

p = druk in raketmotor of waterraket, N/m2

Ik bedoelde: p = overdruk in raketmotor of waterraket, N/m2

Het is beter om Δp te schrijven, dus dan wordt het: Fstuw = X•Δp•A

waarin Δp = druk in raket (p1) - atmosferische druk (p2)

hoe kan ik de uitstroomsnelheid weten?

Misschien maakt het duidelijker: http://en.wikipedia....ough_an_orifice
In een ideale wrijvingsloze wereld geldt de wet van Bernoulli. Die factor C (flow coefficient) corrigeert voor het feit dat een echte uitlaatopening (orifice) niet wrijvingsloos is.

Die factor X die ik eerder noemde is in feite 2•C2
Met een beetje moeite kun je dat nu zelf afleiden, probeer het maar eens.
Een echte raketmotor heeft dus een C van minstens 0,9
Probleem is dat je niet weet wat de C of Cd van de uitlaat van jouw waterraket is. Het hangt erg af van de vorm (stroomlijn) van je uitlaat. Misschien is er via google wat te vinden op het internet, maar voorlopig is het het beste om dat gewoon als een input-variable te beschouwen in je model.

Het uitstroomopeningsoppervlak is ongeveer 1 cm

Bedoel je: de diameter is 1 cm? Of bedoel je: het oppervlak is 1 vierkante cm?

de dichtheid moet ik die van water nemen dan of van lucht?

Die van het uitstromende medium natuurlijk.

En de druk in de waterraket is bij welke druk de waterraket de lucht in vliegt? (3/4 bar ong bij ons)

De druk (p1) in de raket daalt naarmate er water uit de raket stroomt (Wet van Boyle). De stuwkracht daalt dus ook met de tijd.
Hydrogen economy is a Hype.






Also tagged with one or more of these keywords: natuurkunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures