一、公式概述
華里士公式是一種用來計算火箭發動機點火條件的公式，其主要包含以下幾個參數:
Pc = 燃燒室壓力 (Pa) rho_c = 燃燒室燃氣密度 (kg/m^3) Mw = 燃料摩爾質量 (g/mol) MW = 氧化劑摩爾質量 (g/mol) Cp = 燃氣定壓比熱 (J/kg*K) Tc = 燃燒室內溫度 (K) R = 氣體常量 (J/mol*K) k = 比熱比 其中燃燒室壓力Pc，燃燒室燃氣密度rho_c和燃燒室內溫度Tc是通過計算得到的，燃料和氧化劑的摩爾質量Mw和MW可以通過化學元素的周期表來確定，燃氣的定壓比熱Cp可以通過測試實驗進行測量，而氣體常量R和比熱比k都屬於常量，可以通過文獻資料查找其值。
二、點火條件計算流程
華里士公式計算點火條件的流程一般為:
1. 確定燃料和氧化劑的摩爾質量Mw和MW 2. 測量燃氣的定壓比熱Cp 3. 查找常量氣體常量R和比熱比k的值 4. 計算燃燒室壓力Pc、燃燒室燃氣密度rho_c和燃燒室內溫度Tc 5. 使用華里士公式計算點火條件並進行後續分析
三、示例代碼
以下是一個使用Python編寫的計算華里士公式的示例代碼:
# 定義參數
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
# 計算點火條件
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
# 輸出結果
print("mdot =", mdot, "kg/s")
print("F =", F, "N")
print("Isp =", Isp, "s")四、小結
華里士公式是一種計算火箭發動機點火條件的重要公式，使用該公式可以計算出火箭在點火時所需的燃料流量、推力和比沖等參數。需要特別注意的是，在使用華里士公式時需要精確測量或計算出各個參數，並參考相關文獻確認常量的值，以得到高精度的計算結果。
原創文章，作者：小藍，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-tw/n/290884.html
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