chaleurs spécifiques Cv et Cp

[constantin]

Bonjour,

Chaque ergol a ses propres Cv et Cp. Or dans la chambre de combustion d'un moteur fusée il y a un comburant (méthane CH4) et un oxydant l'Oxygène (O2). Dans les formules de thermodynamique le rapport Cp/Cv, appelé gamma intervient très souvent. Pour utiliser ce rapport faut il calculer le Cv et le Cp du mélange et tenir compte du rapport de mélange ? Connaissant les Cp et Cv du comburant et de l'oxydant, y a-t-il une formule simple pour calculer les Cp et Cv globales?
Merci par avance de votre réponse.

[phenix]

Bonjour,

Chaque ergol a ses propres Cv et Cp. Or dans la chambre de combustion d'un moteur fusée il y a un comburant (méthane CH4) et un oxydant l'Oxygène (O2). Dans les formules de thermodynamique le rapport Cp/Cv, appelé gamma intervient très souvent. Pour utiliser ce rapport faut il calculer le Cv et le Cp du mélange et tenir compte du rapport de mélange ? Connaissant les Cp et Cv du comburant et de l'oxydant, y a-t-il une formule simple pour calculer les Cp et Cv globales?
Merci par avance de votre réponse.

Bonjour

je suis pas spécialiste de la thermodynamique, mais dans mes souvenir de cours c'est deja pas simple, dans une chambre de combustion c'est pire car on se retrouve avec de la physique des plasma, les espèces chimique vont changé au cours de de la combustion.

pourrais tu nous dire se que tu cherche a calculé au final? il y a peut-être des méthodes plus simple qui évite de passé par les cp, cv et r.

[constantin]

Bonjour et merci de ta réponse,

ce que je veux c'est appliquer correctement les formules permettant de calculer le débit masse, la vitesse d'éjection des gaz, la température critique, le rapport des sections (sections du col et de sortie), etc.

J'ai toutes ces formules mais je ne voudrais pas commettre l'erreur de ne pas calculer correctement le rapport Cp/Cv dans le cas d'un mélange car il intervient tout le temps dans presque toutes les formules de thermo, très souvent en exposant:

si je pose ga = Cp/Cv  , ce rapport est (ga - 1) / ga .

j'ai pris ga pour la lettre grecque gamma 

Merci encore d'avoir répondu aussi rapidement. 

[Spoutnik51]

Hello !

Généralement pour calculer les propriétés thermodynamiques d'un mélange on utilise les polynômes NASA
(https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20020085330/downloads/20020085330.pdf)

ça te donne notamment le Cp et le Cv en fonction de la température pour plusieurs espèces chimiques. Quand on a un mélange il suffit de faire la somme pour chaque espèce pondérée par sa fraction molaire.

C'est ce qui est utilisé dans l'outil CEA de la NASA (https://www1.grc.nasa.gov/research-and-engineering/ceaweb/) bien utile pour faire des calculs de perfos moteur-fusée. Il est dispo en open source.

[constantin]

Merci pour ta réponse Spoutnik 51, les tables sont très intéressantes.