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¿Por qué los motores de cohetes tienen una garganta?

Diagramas de motores de cohetes como este,

rocket engine

(fuente)

siempre parecen mostrar una cámara de combustión con una garganta, seguido por una boquilla.

¿Por qué hay una garganta? No la empuje de el mismo, si el motor entero era una forma de U de la cámara de combustión con una boquilla?

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dAnjou Puntos 203

El punto entero de la garganta es aumentar la velocidad de expulsión. Pero no solo aumentar un poco-un cohete de la boquilla está diseñada para que la boquilla ahoga. Esta es otra manera de decir que el flujo se acelera tanto que se llega a sonic condiciones en la garganta. Esta asfixia es importante. Porque significa que el flujo es sónico en la garganta, la información no puede viajar aguas arriba de la garganta en la cámara. De modo que la presión exterior no tiene un efecto en la cámara de combustión propiedades.

Una vez que se sónica en la garganta, y suponiendo que la boquilla está correctamente diseñado, algunas cosas interesantes que suceda. Cuando nos fijamos en flujo subsónico, el gas se acelera a medida que el área se disminuye y se ralentiza a medida que el área aumenta. Este es el tradicional efecto Venturi. Sin embargo, cuando el flujo es supersónico, sucede lo contrario. El flujo se acelera a medida que el área aumenta y disminuye a medida que disminuye.

Así, una vez que el flujo es sónico en la garganta, el flujo continúa acelerar a través de la expansión de la boquilla. Todo esto trabaja en conjunto para aumentar la velocidad de expulsión a valores muy altos.

Desde un punto de vista de la nomenclatura, la garganta de la tobera es el lugar donde el área es la más pequeña. De modo que una "forma de U de la cámara con una boquilla" aún se tiene una garganta, se define como donde el área es la más pequeña. Si la boquilla es un tubo recto, a continuación, no hay garganta para hablar.

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MolbOrg Puntos 149

Además de @tpg2114 respuesta, le sugiero leer también acerca de Laval de la boquilla y el motor de Cohete de la boquilla en la wikipedia.

Some typical values of the exhaust gas velocity
for rocket engines burning various propellants are:

1.7 to 2.9 km/s (3800 to 6500 mi/h) for liquid monopropellants
2.9 to 4.5 km/s (6500 to 10100 mi/h) for liquid bipropellants
2.1 to 3.2 km/s (4700 to 7200 mi/h) for solid propellants

así que definitivamente tiene sentido tener la boquilla)

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