coheteria

Cohete de Propulsión a Chorro




I. INTRODUCCIÓN

Un cohete es un vehículo o aeronave que obtiene su empuje por la reacción de la expulsión rápida de gases de combustión mediante el uso de combustibles sólidos o propelentes. Los cohetes de agua y los cohetes reales funcionan según los mismos principios de vuelo. Es por eso que un cohete que usa agua como combustible es forzado a salirdel mismo, gracias a una presión interna que obliga al liquido a salir por una tobera.
II. CONCEPTOS TERMODINÁMICOS

A. Temperatura
La temperatura se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico.

B. Presión.
Se define como la fuerza normal que ejerce un fluido por unidad de área. Puesto que la presión se define como la fuerza por unida deárea, tiene como unidad los Newton por metro cuadrado (, también conocida como Pascal (Pa).

C. Ley cero de la termodinámica.
Esta ley establece que si dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico con un tercero , están en equilibrio térmico entre si.

D. Primera ley de la termodinámica.
Esta ley expresa que durante una interacción, la energía puede cambiar de una forma a otra pero sucantidad total permanece constante. Es decir, la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

E. Formas mecánicas del trabajo

1. Trabajo de flecha.
Es el trabajo hecho por un eje rotatorio expresado como:
donde son las revoluciones y el momento de torsión.
Si este trabajo se expresara por unidad de tiempo tendríamos:.

2. Trabajo de resorte.
Este trabajo se asocia a la fuerzaque ejerce un resorte cuando se comprime o se estira. El trabajo de un resorte esta dado por la ecuación:
donde y son los desplazamientos inicial y final, y es la constante del resorte.

3. Trabajo hecho sobre barras solidas elásticas.
El estiramiento de una barra de cualquier solido representa también un tipo de trabajo ejercido sobre ellos, que depende de un estado de mantenimiento de lafuerza que se ejerce sobre la barra. Esta representado por la siguiente ecuación:
donde es el área de la sección transversal de la barra y es el esfuerzo normal.

4. Trabajo hecho para elevar o acelerar un cuerpo.
La transferencia de trabajo requerida para elevar un cuerpo es igual al cambio en la energía potencial del cuerpo y la transferencia de trabajo necesaria para acelerar un cuerpoes igual al cambio de la energía cinética del cuerpo.

5. Trabajo relacionado con el estiramiento de una película liquida.
El trabajo en este caso resulta de la fuerza empleada para vencer (valga la redundancia) las fuerzas microscópicas entre las moléculas existentes en las interfaces liquido-aire. Estas fuerzas son perpendiculares a cualquier línea de la superficie, y la fuerza que generanpor unidad de longitud es conocida como tensión superficial, cuya unidad es N/m. Este trabajo esta representado por la siguiente ecuación:
donde es la tensión superficial y es el cambio en el área superficial de la película.

F. Sustancias puras.
Una sustancia pura es una sustancia que tiene una composición química fija en cualquier parte, es una mezcla de varios elementos siempre y cuandodicha mezcla sea homogénea.

1. Procesos de cambio de fase de sustancias puras.
Es aquel proceso en el que una sustancia cambia su disposición molecular y atómica.

G. Ecuación de estado de gas ideal.
La ecuación de estado relaciona la presión, la temperatura y el volumen especifico de una sustancia.
donde es la presión absoluta, es la temperatura absoluta, es el volumen y es laconstante de los gases ideales.
Nota: Para existen diferentes valores dependiendo de las unidades, a continuación se muestran dichos valores.
8,314 kj/kmol K
8,314 kpa m3/kmol k
0,08314 bar m3/kmol k
1,986 Btu/lbm R
10,73 psia pie3/lbm R
1575 pie lbf/lbmol R

H. Factor de compresibilidad.
Es un factor de corrección aplicado para analizar la desviación de los gases del comportamiento de gas...