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--- acemu:articulos:articulos_tecnicos:motores:mx-001 [2012/05/20 14:50] – [MX001 - Cálculo del propelente y otros] luis
+++ acemu:articulos:articulos_tecnicos:motores:mx-001 [2012/05/22 10:25] (actual) – [Primero algunos datos:] luis
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+[[:ACEMU:Artículos:Artículos Técnicos:Motores|Retorno a página anterior]]
 ====== MX001, LAB001 - Cálculo del propelente y otros ======
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+====== MX001 ======
 ==== Primero algunos datos: ====
-**D = 3.5 cm**   diámetro interno del motor (diámetro externo del grano)\\
+**D  =   3.5 cm**   diámetro interno del motor (diámetro externo del grano)\\
-**L =20.0 cm**   longitud útil interna del motor (entre tobera y tapa)\\
+**L   = 20.0 cm**   longitud útil interna del motor (entre tobera y tapa)\\
-**td= 0.7 cm**   diámetro interno de garganta tobera\\
+**td =   0.7 cm**   diámetro interno de garganta tobera\\
 **rho = 1.8 g/cc**  densidad aproximada del propelente.\\ Este dato es empleado para calcular la masa total de propelente que carga el motor, a partir de la cantidad de granos y el volumen de cada grano.\\
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 == Algunos parámetros empleados en el cálculo ==
-**e**              espacio libre entre granos y en los extremos, tomamos como valor 0.3 cm\\
+**e**   ->           espacio libre entre granos y en los extremos, tomamos como valor 0.3 cm\\
-**N**              número de granos, tomamos valores entre 1 y 6\\
+**N**   ->           número de granos, tomamos valores entre 1 y 6\\
-**d**              diámetro interno del grano\\
+**d**   ->           diámetro interno del grano\\
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 Se procedió a la escritura de un programa en SciLab, uqe para diferentes valores de **N** y **d**, calcule áreas inicial, máxima y final del grano de propelente, el Kn promedio, la masa total de propelente, y el largo de cada grano.\\
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 Pues en realidad, y por la configuración utilizada para las pruebas de caracterización realizadas en Diciembre de 2008, y en Marzo de 2010, con una configuración de 3 granos Bates con un diámetro de 1 cmt., y luego de un prolijo análisis de la estructura del motor, podemos decir que las presiones que corresponden al Kn visto, son perfectamente soportadas por este motor.\\
 \\
-==== Análisis realizado para el motor LAB-001 ====
+====== LAB-001 ======
+==== Primero algunos datos: ====
-Segun mi planilla de mi motor que es muy parecido a del taba, me da los sig. datos: calculados con sorbitol.
+Para sorbitol según datos obtenidos de planilla de Richard Nakka.\\
-Nº de granos:2
+\\
-Masa del grano 0.340 Kg
+**Nº de granos**              :   2\\
-Kn promedio: 243
+**Masa del grano**            :   0.340 Kg\\
-Presion soportada del caño: 250kg/cm2
+**Kn promedio**               : 243\\
-Presion de trabajo: 527 psi = 37.06kg/cm2 - este datos calculado con dextrosa es:63.57kg/cm2
+**Presión soportada del caño**: 250kg/cm2\\
+**Presión de trabajo**        : 527 psi = 37.06kg/cm2 - (este dato calculado con dextrosa es:63.57kg/cm2)
-Bueno creo que es todo... espero no este mal..
+De acuerdo a los datos del motor, (LAB001 es similar al GOD de Guillermo Descalzo, www.gdescalzo.com.ar/), se obtiene la siguiente tabla, para 2 granos con diámetro interno de 1 cmt.\\
-Salu2
+__//Algunos detalles técnicos del motor//__\\
+El motor tiene 38.1mm de DE (diámetro exterior), 36mm de DI (diámetro interior), con cierre a rosca tanto en tapa como en la tobera, la tobera tiene una garganta de 7.8mm generando mayor compresion de salida, por este motivo es que las paredes interiores de la tobera tienen un pulido a espejo para acelerar la salida de gases.
-Pablo: supongo que la discrepancia tiene que ver con la masa. Al calcular el volumen, tomé el diámetro en lugar del radio y me olvidé de dividir entre 4. Con razón la masa me daba del orden del kilo!!!
+Adjuntamos los datos extraídos segun planilla SRM de Richard Nakka, sobre este motor.\\
-Ahora la masa del grano ronda los 240-290 gramos, algo más razonable. Ya corregí la tabla.
+{{ :acemu:articulos:articulos_tecnicos:motores:srm-lab001.jpg?300 |}}
+\\
-Ojo, los datos reportados son los que correspondan al Kn más uniforme.
+==== Los Resultados ====
+^ d  ^  N  ^  Ai    ^    Am    ^     Af   ^    Kn   ^  Lg  ^  M     ^
+|1.0 |  2  | 95.347 |   132.64 |   132.64 |  239.15 | 9.55 | 303.77 |
+\\
+Nótese que en este caso el motor se comporta de manera progresiva. El área aumenta con el tiempo.\\
+\\
+Probablemente, las diferencias sean debidas a los valores de **L**,** D** y **d** del motor.\\
+\\
+De todos modos para este diámetro interno de grano, recién se obtiene una curva neutra para N = 5 granos.\\
-Pasame los datos de tu motor: D, d, L, td y veo qué obtengo.
+A medida que aumenta el diámetro interno del grano, se requiere menor número de granos para mantener un perfil más o menos neutro, lo cuál es lógico.\\
-Cita de: Pablo en Junio 15, 2008, 04:23:28
+\\
+====== Algunas Reflexiones ======
+¿Qué es más fácil y no compromete la calidad de los granos ni su curva de empuje? :
+  * aumentar el diámetro del core y usar menos granos,
+  * o usar más granos como los cálculos lo demuestran?
+Somos partidarios de que esta situación se resuelve en un término medio, por ejemplo, encontrar el diámetro del core para tres granos.\\ Los argentinos de A.C.E.M.A. han probado este motor ((MX-001))con 1 y 2 granos y no han tenido problemas.\\
+\\
+En cuanto a los parámetros que debe cumplir un grano en cuanto a su longitud ((de acuerdo a lo establecido por el maestro de la coheteria experimental moderna Richard Nakka)):\\
+\\
+**Lg=(3D+d)/2**\\
+\\
+De donde :\\
+**Lg**  =  Longitud del grano\\
+**D**    =  diámetro externo del grano\\
+**d**    =  diámetro del agujero interno\\
-Pablo: te paso lo que obtengo para 2 granos, con diámetro interno del grano de 1 cm:
+Esta ecuación nos da la longitud óptima del grano para que el área inicial y final de quemado, sean iguales.\\
- d    N     Ai           Am         Af           Kn        Lg          M
+Pero eso no es realista, a menos que estés diseñando un motor.\\ Una vez que tenemos un motor, la longitud total **L**, y el número **N** de granos determina el largo de cada grano.\\
-.0  2    95.347    132.64    132.64     239.15    9.55      303.77
+\\
+Así que el proceso es inverso. A partir de **D** y **N** se puede determinar pares de valores **d** y **Lg** que sean óptimos.\\
+\\
+De más está decir que el programa escrito en SciLab no hace eso, sino que dado un valor de **D** y **d**, calcula para diferentes **N**, el perfil de quemado (la variación del área de quemado).\\ De allí surge tanto el largo del grano como el **Kn** para cada caso, y se puede elegir el **N**, **d** y **Lg** que produzca el perfil más neutro, que parece ser lo buscado.\\
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-parece coincidir bastante bien con tus datos. Notese que en este caso el motor se comprota de manera progresiva. El área aumenta con el tiempo.
+De más está decir que el programa está disponible, pero advertimos que no es más que un hack de fin de semana. Habrá que seguirlo elaborando para convertirlo en algo útil. Tampoco crean que es algo complicado, los cálculos involucrados son muy sencillos.\\
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-Probablemente las diferencias sean debidas a los valores de L, D y d de tu motor. Si me los pasás, hago las cuentas y podemos comprar resutlados. Así me quedo tranquilo que lo que estoy haciendo está bien.
+El programa está para ser usado con Scilab, pero debe correr como está (o con muy pocas variaciones) bajo Matlab.\\ De todas maneras les recomiendo Scilab, que se puede bajar gratis (aunque no es libre) de scilab.org.\\
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-Adjunto una imagen con la variación del área de quemado para diferente número de granos, para el motor de Taba, con diámetro interno de grano igual a 1 cm.
+De todos modos existen alternativas de software libre (GNU) tales como **Octave** (www.gnu.org/software/octave/) y **Sage**(www.sagemath.org/).
-Las curvas obtenidas corresponden, de abajo hacia arriba, a 1, 2, 3, 4 y 5 granos bates. En el eje de las ordenadas están los valores de área (que son directamente proporcionales a Kn) y el eje de las absisas corresponde al tiempo, pero es un tiempo ficticio
+\\
+----
-Como se ve en la gráfica, para ese diámetro interno de grano, recién se obtiene una curva neutra para N=5 granos.
+Kenneth Irving y Grupo de Ensayos de ACEMU - ACEMU.\\
+Editado por Luis Auza - ACEMU\\
-A medida que aumento el diámetro interno del grano, se requiere menor numero de granos para mantener un prefil más o menos neutro, lo cuál es lógico.
+A.C.E.M.U. - Mayo de 2012
-Qué es más fácil y no compromete la calidad de los granos ni su curva de empuje : aumentar el diámetro del core y usar menos granos o usar más granos como los cálculos de Kenneth lo muestran?
-A mi me parece que se resuelve en un término medio por ejemplo encontrar el diámetro del core para tres granos. Los argentinos han probado este motor con 1 y 2 granos.
-Me parece que sería un MUY buen ejercicio hacer un "paper" interno con todo este trabajo.
-Me ofrezco para armarlo en LaTeX.
-Le incluimos el soft de Kenneth y así empezamos a parecernos al grupo DARK (parecernos en el sentido de las ganas que tengo de arrimarme aunque sea a la suela de los zapatos de este grupo).
-Me parece que si de pique encaramos este tipo de desarrollos en este sentido, vamos a tener muy bien organizada toda la documentación de lo que hagamos.
-Enfin, la idea es crear la costumbre de documentar bien todo manteniendo el debido equilibrio.
-Propuestas nada más .....
-Un abrazo
-Taba
-Taba: completamente de acuerdo. Es un ejercicio que hay que hacer. Más allá de emplear la documentación y el software de otra gente que hace tiempo que está en esto, y ha hecho cosas excelentes, tenemos que hacer nuestro camino.
-Nadie aprende matemática, física o química si, además de leer los libros o asistir a las charlas de los que saben, no se sienta a resolver problemas, resolver ejercicios o hacer alguna práctica. Eso es un hecho.
-Porque a mi me pasa que leo una cosa, luego otro, de vez en cuando, y no me termina de cerrar el panorama. Me quedan unos cuantos conceptos deshilachados, pero no termino de integrarlos, a menos que me meta a trabajarlos personalmente. Por lo menos así funciona mi cabeza dura.
-Así que apoyado en la Biblia de Interné que es el sitio de Nakka, y con la excusa de tu motor, empecé a elaborar los conceptos a ver que salía. Me llamó la atención que para este motor se planteara 1 o 2 granos, y recordando el concepto de que la finalidad de los granos bates son la de aumentar el Kn y por otro lado que se busca que el Kn sea lo más parejo posible durante el quemado, me puse a jugar con la cantidad de granos y el área de quemado.
-Lo que Richard comenta sobre la longitud del grano es que debe cumplir:
-Lg=(3D+d)/2
-donde D es el diámtro externo del grano y d el diámetro del agujero interno. Eso da la longitud optima de grano para que área inicial y final de quemado sean iguales.
-Pero eso no es realista, a menos que estés diseñando un motor. Una vez que tenés un motor, la logitud total L y el número N de granos determina el largo de cada grano.
-Así que el proceso es inverso. A partir de D y N se puede determinar pares de valores d y Lg que sean óptimos.
-De más está decir que mi programa no hace eso, sino que dado un valor de D y d, calcula para diferentes N, el perfil de quemado (la variación del área de quemado). De allí surge tanto el largo del grano como el Kn para cada caso, y se puede elegir el N, d y Lg que produzca el perfil más neutro, que parece ser lo buscado.
-No me queda claro aún (no he podido incarle el diente a esa parte), cómo afecta eso a la variación de presión en la cámara. Me llama la atención que en general parece ser que los programas reportan una única presión de cámara, que corresponde al Kn promedio.
-Eso es razonable si el Kn es relativamente constante, pero si no lo es, no.
-Por eso supongo que lo que proveen los programas como presión de cámara es cierto únicamente en el caso de un perfil de quemado neutro. Pero no lo tengo aún claro, para nada.
-De más está decir que el programa está disponible, pero advierto que no es más que un hack de fin de semana. Habrá que seguirlo elaborando para convertirlo en algo útil. Tampoco crean que es algo complicado, los cálculos involucrados son muy sencillos.
-El programa está para ser usado con Scilab, pero debe sorrer como está (o con muy pocas variaciones) bajo Matlab. De todas maneras les recomiendo Scilab, que se puede bajar gratis (aunque no es libre) de scilab.org.
-Alternativas libres: octave, sage
-Pero sigo esperando que me cofirmen los datos que tiré :-)
-¿Alguien puede agarrar alguno de los prgramas que andan en la vuelta (que son para Güidous, ugh!) y confirmar los valores que tiré en el foro?
-Usen los siguientes datos:
-D: 3.5 cm
-L: 20 cm (o menos)
-d: 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8 cm
-N: 1 a 5
-A ver si coinciden las predicciones que hago, con lo que dan otros programas. Calculo que sí, las cuentas no son tan complicadas, a menos que le haya errado en alguna tontería, como cuando calculé mal las masas que me dieron un disparate :-)
-En todos los casos, los perfiles neutros me conducen a un Kn del orden de 300
-Eso, al parecer corresponde a una presión de cámara del orden de 35-40 atm (pero esto es a ojímetro, no hice la cuenta como corresponde).
-Ni que hablar que me parece bárbaro poner todo esto en un documento LateX, que debería incluir todo lo que hagamos para elevar del suelo el segundo cohete impulsado por candy del grupo (sí, leyó bien, el segundo. No es por refregárselos por la cara, pero por el momento soy el único que ha hecho volar un cohete impulsado por candy en el Uruguay, el "Brochet I", ostentando el record de altura equivalente aproximadamente al techo de mi casa. ¡A ver quién es el primer guapo que me supera! Aclaración: ¡no vale arrojar el cohete con la mano! :-).
-Kenneth,
-PERFECTO!!!
-Te confirmo que el diámetro de la garganta es de 8 mm.
-Un abrazo
-Taba
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