[natuurkunde] Stuwkracht berekenen (waterraket)

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 4

Stuwkracht berekenen (waterraket)



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...
Bijlagen
formules powersim model waterraket.png
formules powersim model waterraket.png (55.34 KiB) 2734 keer bekeken
model waterraket.png
model waterraket.png (48.52 KiB) 2738 keer bekeken

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.270

Re: Stuwkracht berekenen (waterraket)

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

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 4.167

Re: Stuwkracht berekenen (waterraket)

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.

Berichten: 4

Re: Stuwkracht berekenen (waterraket)

Fred F. schreef: di 25 jun 2013, 19:57
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
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)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 4.167

Re: Stuwkracht berekenen (waterraket)

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.org/wiki/Orifice_pl ... 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.

Reageer