华里士公式点火公式

发布时间：2023-05-20

一、公式概述

华里士公式是一种用来计算火箭发动机点火条件的公式，其主要包含以下几个参数:

Pc = 燃烧室压力 (Pa)
rho_c = 燃烧室燃气密度 (kg/m^3)
Mw = 燃料摩尔质量 (g/mol)
MW = 氧化剂摩尔质量 (g/mol)
Cp = 燃气定压比热 (J/kg*K)
Tc = 燃烧室内温度 (K)
R = 气体常量 (J/mol*K)
k = 比热比

其中燃烧室压力Pc，燃烧室燃气密度rho_c和燃烧室内温度Tc是通过计算得到的，燃料和氧化剂的摩尔质量Mw和MW可以通过化学元素的周期表来确定，燃气的定压比热Cp可以通过测试实验进行测量，而气体常量R和比热比k都属于常量，可以通过文献资料查找其值。

二、点火条件计算流程

华里士公式计算点火条件的流程一般为:

1. 确定燃料和氧化剂的摩尔质量Mw和MW
2. 测量燃气的定压比热Cp
3. 查找常量气体常量R和比热比k的值
4. 计算燃烧室压力Pc、燃烧室燃气密度rho_c和燃烧室内温度Tc
5. 使用华里士公式计算点火条件并进行后续分析

三、示例代码

以下是一个使用Python编写的计算华里士公式的示例代码:

# 定义参数
Pc = 10e6   # Pa
rho_c = 60  # kg/m^3
Mw = 16     # g/mol
MW = 32     # g/mol
Cp = 1140   # J/kg*K
Tc = 3000   # K
R = 8314.46 # J/mol*K
k = 1.4

# 计算点火条件
A = (2*k/(k+1))**((k+1)/(k-1))
B = (MW/Mw)*sqrt((2*k*R*Tc)/(k+1))
C = sqrt(k*(2/(k+1))**((k+1)/(k-1)))
mdot = Cp*rho_c*A*B*C
F = mdot*sqrt(k*R*Tc)*A
Isp = F/mdot/g0

# 输出结果
print("mdot =", mdot, "kg/s")
print("F =", F, "N")
print("Isp =", Isp, "s")

四、小结

华里士公式是一种计算火箭发动机点火条件的重要公式，使用该公式可以计算出火箭在点火时所需的燃料流量、推力和比冲等参数。需要特别注意的是，在使用华里士公式时需要精确测量或计算出各个参数，并参考相关文献确认常量的值，以得到高精度的计算结果。

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