home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Libris Britannia 4 / science library(b).zip / science library(b) / SCIENTIF / 1080.ZIP / H2-O2-F2.DOC < prev    next >
Text File  |  1987-12-30  |  34KB  |  1,100 lines

  1.    
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.  
  12.  
  13.  
  14.                                 H2-O2-F2.DOC
  15.                                 ------------ 
  16.  
  17.  
  18.               DOCUMENTATION FOR H2O2 (V3.12) AND H2F2 (V1.01) 
  19.  
  20.                  SERIES OF ROCKET ENGINE ANALYSIS PROGRAMS
  21.  
  22.                             Package Release 1.00
  23.  
  24.                                (c) Dec., 1987 
  25.  
  26.  
  27.                     Software Package by Kerry Hicks, MS   
  28.  
  29.  
  30.  
  31.  
  32.  
  33.  
  34.  
  35.  
  36.  
  37.  
  38.  
  39.                               --- ABSTRACT --- 
  40.  
  41.  
  42.              H2O2 and H2F2 are interactive computer programs that 
  43.         serve as quick and convenient means to examine the perform-
  44.         ance of Hydrogen/Oxygen and Hydrogen/Fluorine rocket engines 
  45.         respectively.  While originally written to assist the Under-
  46.         graduate/Master's level astro/aero student in his propulsion 
  47.         courses, the programs are accurate enough to perform "back 
  48.         of the envelope" type calculations.  If you are tired of 
  49.         computing such things as Adiabatic Flame Temperature, Frozen 
  50.         Flow Thrust, Equilibrium Flow Thrust, Mass Flow Rate, 
  51.         Combustion Products, and Exit Velocity without having any 
  52.         way to check your answers, then this series of programs is 
  53.         for you.  
  54.  
  55.              Since the programs are very similar, the remaining 
  56.         documentation will tend to refer only to H2O2.  Unless 
  57.         indicated otherwise, H2F2 operates exactly the same.
  58.  
  59.  
  60.  
  61.  
  62.                                    1
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70.  
  71.  
  72.                              TABLE OF CONTENTS
  73.                              -----------------
  74.  
  75.  
  76.         Section                                                 Page
  77.         --------                                                ----
  78.  
  79.         Disclaimer  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
  80.  
  81.         Hardware and Software Requirements  . . . . . . . . . . .  3
  82.  
  83.         Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  3
  84.  
  85.         What is H2O2 (and H2F2)?  . . . . . . . . . . . . . . . .  4
  86.  
  87.         Rules for Use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4
  88.  
  89.         Operation of H2O2 (and H2F2)  . . . . . . . . . . . . . .  5
  90.  
  91.         Output  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  6
  92.  
  93.              Example from H2O2  . . . . . . . . . . . . . . . . .  7
  94.              Example from H2F2  . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
  95.  
  96.         Limitations of H2O2 and H2F2  . . . . . . . . . . . . . . 12
  97.  
  98.         Miscellaneous Notes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
  99.  
  100.         Update Histories  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
  101.  
  102.              H2O2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
  103.              H2F2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
  104.  
  105.  
  106.  
  107.  
  108.  
  109.  
  110.  
  111.  
  112.  
  113.  
  114.  
  115.  
  116.  
  117.  
  118.  
  119.  
  120.  
  121.  
  122.  
  123.                                    2
  124.  
  125.  
  126.  
  127.  
  128.  
  129.  
  130.                              --- DISCLAIMER ---   
  131.  
  132.  
  133.              These programs are provided "as is" to the Public 
  134.         Domain without warranty of any kind.  To the best of my 
  135.         knowledge they are free from errors and completely "safe."  
  136.         Further, ALL of the data used in the writing of these pro-
  137.         grams is public information and is available in references 
  138.         such as the JANAF Thermochemical Tables and certain NASA 
  139.         publications.  Finally, I'm not responsible for ANY loses or 
  140.         damages resulting directly or indirectly from the use, 
  141.         misuse, or inability to use this software.  Use of these 
  142.         programs implies agreement. 
  143.  
  144.  
  145.  
  146.  
  147.  
  148.  
  149.  
  150.                  --- HARDWARE AND SOFTWARE REQUIREMENTS ---
  151.  
  152.  
  153.              -- As provided, H2O2 should run on any PC, XT, AT, or true
  154.                 compatible computer. with somewhere around (but less 
  155.                 than) 256K.  It may or may not work on any other 
  156.                 system.  
  157.  
  158.              -- Most of the displays are in color and may not show 
  159.                 up completely on a monochrome system.  The program 
  160.                 will, however, function correctly.  
  161.  
  162.              -- A math coprocessor is HIGHLY recommended by isn't 
  163.                 required.
  164.  
  165.  
  166.  
  167.                                --- FILES ---
  168.  
  169.  
  170.              The following files should be on the distribution disk:
  171.  
  172.                   -- READ.ME - Revision history and last minute 
  173.                      changes and updates.
  174.          
  175.                   -- H2O2.BAS - A portion of the source code for H2O2.
  176.  
  177.                   -- H2O2.EXE - Executable file for MS-DOS computers.  
  178.                      If a math coprocessor is present, it is used; 
  179.                      if not, it is emulated.
  180.  
  181.                   -- H2F2.BAS - A portion of the source code for H2F2.
  182.  
  183.  
  184.                                    3
  185.  
  186.  
  187.  
  188.  
  189.  
  190.  
  191.                   -- H2F2.EXE - Executable file for MS-DOS computers.
  192.  
  193.                   -- H2-O2-F2.DOC - This manual.
  194.  
  195.  
  196.              Due to the size of the complete source code listings, 
  197.         I'm no longer including them in the PD version of this prog-
  198.         ram.  Requests for the source code can be directed to me, 
  199.         Kerry Hicks, on the BBS listed at the end of this document.  
  200.         I reserve the right to refuse any or all requests. 
  201.  
  202.  
  203.  
  204.          
  205.                            --- WHAT IS H2O2? ---
  206.  
  207.  
  208.              H2O2 is a combination of the most useful features from 
  209.         programs I have written for three classes in propulsion.  It 
  210.         will predict the most commonly used performance parameters 
  211.         for a wide variety of hydrogen/oxygen rocket engines.  These 
  212.         parameters include adiabatic flame temperature, frozen flow 
  213.         thrust, equilibrium flow thrust, mass flow rate, exhaust 
  214.         velocity, mole fractions of combustion products, and mole 
  215.         fractions of the exhaust. 
  216.  
  217.              It isn't intended to be flashy or omnipotent, just to 
  218.         easily perform the most common calculations for so-called 
  219.         rocket problems.  Other programs are available to perform 
  220.         these calculations, but I know of no other PD program 
  221.         written for the home computer that will do all of these 
  222.         calculations with minimal effort on the user's part.   
  223.  
  224.              (H2F2 computes the same parameters for hydrogen/fluorine 
  225.         rocket engines.)
  226.  
  227.  
  228.  
  229.                            --- RULES FOR USE ---
  230.  
  231.  
  232.              These versions of H2O2 and H2F2 are released to the 
  233.         Public Domain.  This means that you are free to copy it and 
  234.         distribute them for noncommercial use to other students, 
  235.         engineers, and instructors IF AND ONLY IF:
  236.  
  237.  
  238.              - ALL of the ORIGINAL files remain intact and are 
  239.                copied onto the same disk.  
  240.  
  241.              - NO FEE IS CHARGED FOR USE, COPYING, OR DISTRIBUTION 
  242.                with the following exceptions:  Clubs, user groups, 
  243.  
  244.  
  245.                                    4
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.                and Public Brand Software may charge a nominal fee 
  253.                (less than $6.00) for expenses and handling while 
  254.                distributing this package.  Instructors are specific-
  255.                ally FORBIDDEN from charging a fee in excess of the 
  256.                diskette price when distributing any part of this 
  257.                package to their students! 
  258.  
  259.  
  260.                Again, use of the program implies agreement to these 
  261.         conditions.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.                          --- OPERATION OF H2O2 ---
  268.  
  269.  
  270.              First, read the file "READ.ME" for any last minute 
  271.         changes/modifications to H2O2.  
  272.  
  273.              Next, bring up H2O2 by running the executable file 
  274.         H2O2.EXE.  The program should be self-explanatory.  But, 
  275.         the notes in the following paragraphs should be helpful.
  276.  
  277.              Unfortunately, many instructors still insist on using a 
  278.         hybrid mixture of English and SI units for rocket problems.  
  279.         To accommodate these people, the program takes input and 
  280.         gives output in the one of the more common hybrid sets.  
  281.         (Note, however, that most internal calculations are per-
  282.         formed using the more convenient/intelligent metric units.)  
  283.         To avoid confusion, H2O2 lists the units that you should use 
  284.         when it prompts for input.  (If your instructor uses other 
  285.         units, then the conversions should be the least of your 
  286.         problems!)
  287.  
  288.  
  289.              For input you must provide:
  290.  
  291.              -- An output file.  Enter any legal DOS file name or 
  292.                 enter "LPT1:" to send the output directly to the 
  293.                 printer on most systems.  (If your printer is on 
  294.                 LPT2, then "LPT2:" will send your output to the 
  295.                 printer.)
  296.  
  297.              -- A title for your engine (optional).
  298.  
  299.              -- Chamber pressure (in atmospheres).  
  300.  
  301.              -- Nozzle throat area (in square feet).  (See note 
  302.                 below about computation of only the AFT.)
  303.  
  304.  
  305.  
  306.                                    5
  307.  
  308.  
  309.  
  310.  
  311.  
  312.  
  313.  
  314.  
  315.              -- Nozzle exit area (in square feet).  (See note below 
  316.                 for computation of only the AFT.)
  317.  
  318.              -- Mass flow ratio of oxygen to hydrogen (dimensionless 
  319.                 quantity.)  (When running H2F2, you enter a fluorine 
  320.                 to hydrogen mass flow ratio.)
  321.  
  322.  
  323.              Note:  The Adiabatic Flame Temperature is computed 
  324.         first.  This is done for a particular reason -- instructors 
  325.         like to give the relatively simple computation of an AFT as 
  326.         a homework problem before assigning the full-blown thrust 
  327.         calculations.  If you only have the pressure and the mass 
  328.         flow rate, enter non-negative values for the nozzle areas 
  329.         and hit "Ctrl-Break" after the AFT has been found.  (When 
  330.         the message on the screen indicates that the program has 
  331.         begun working on Equilibrium Flow Calculations, the AFT has 
  332.         been found and printed to the output file and the program 
  333.         can be aborted.)  Thus, H2O2 handles the computations 
  334.         involving just the combustion chamber without any knowledge 
  335.         about the nozzle!  (Note:  For thrust calculations, you 
  336.         should let the program run until finished.)
  337.  
  338.  
  339.  
  340.  
  341.  
  342.                                --- OUTPUT ---
  343.  
  344.              The output generated by H2O2 for a one variation of the 
  345.         Space Shuttle Main Engine is shown on the next few pages as 
  346.         an example of the output you can expect.  Some of the actual 
  347.         performance characteristics are also given for reference. 
  348.  
  349.  
  350.  
  351.  
  352.  
  353.  
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358.  
  359.  
  360.  
  361.  
  362.  
  363.  
  364.  
  365.  
  366.  
  367.                                    6
  368.  
  369.  
  370.  
  371.  
  372.  
  373.  
  374.                             H    H            OOOOO         
  375.                             H    H           O     O        
  376.                             HHHHHH    222    O     O    222 
  377.                             H    H   2   2   O     O   2   2
  378.                             H    H       2    OOOOO        2
  379.                                      2222              2222 
  380.                                      2                 2    
  381.                                      22222             22222
  382.          
  383.          
  384.          
  385.          
  386.                       HYDROGEN/OXYGEN ROCKET ENGINE ANALYSIS PROGRAM
  387.          
  388.                                        Version 3.12
  389.          
  390.                                     (c) December, 1987
  391.          
  392.                            Software Package by Kerry Hicks, MS
  393.          
  394.          
  395.          
  396.          
  397.          
  398.          
  399.          
  400.          
  401.             Analysis of SSME (Rockwell International -- Rocketdyne Division)
  402.          
  403.                         Study Initiated on 12-30-1987 at 21:56:45
  404.          
  405.          
  406.          
  407.         ENGINE SPECS:
  408.         -------------
  409.          
  410.         AREA OF NOZZLE THROAT 0.5749E+00 SQUARE FEET
  411.         AREA OF NOZZLE EXIT 0.4456E+02 SQUARE FEET
  412.         AREA RATIO:    77.51 : 1
  413.         CHAMBER PRESSURE 0.2021E+03 ATM
  414.         OXYGEN TO HYDROGEN MASS FLOW RATE:    6.000 :   1.000
  415.          
  416.          
  417.         ADIABATIC FLAME TEMPERATURE:  3614.9 Kelvin
  418.          
  419.          
  420.                    **********  COMBUSTION CHAMBER DETAILS  ***********
  421.                                --------------------------
  422.          
  423.         Temperature=3614.85 Kelvin
  424.         Reaction Equation Coefficients and Mole Fractions:
  425.          
  426.  
  427.  
  428.                                    7
  429.  
  430.  
  431.  
  432.  
  433.  
  434.  
  435.  
  436.  
  437.         Diatomic Hydrogen           N=0.6802E+00    X=0.2477E+00
  438.         Diatomic Oxygen             N=0.6736E-02    X=0.2453E-02
  439.         Water                       N=0.1878E+01    X=0.6837E+00
  440.         Monatomic Hydrogen          N=0.7292E-01    X=0.2655E-01
  441.         Monatomic Oxygen            N=0.6216E-02    X=0.2263E-02
  442.         Hydroxyl                    N=0.1027E+00    X=0.3739E-01
  443.          
  444.                               Total N=0.2746E+01
  445.                               Molecular Weight of Mixture=0.1359E+02
  446.                               Qin=+1.0340E+02 kcal
  447.                               Qout=+1.0340E+02 kcal
  448.                               Qnet=+1.1978E-03 kcal
  449.                               P=0.2021E+03 atm
  450.                               S=0.5571E+02 cal/(mole K)
  451.          
  452.         Ratio of specific heats:   1.196
  453.          
  454.          
  455.          
  456.                     ***********  FROZEN FLOW CALCULATIONS  **********
  457.                                  ------------------------
  458.          
  459.         Average ratio of specific heats:   1.234
  460.         Mass flow rate (mdot):  0.1062E+04 lbm/sec.
  461.         Pressure at exit:  0.1571E+00 atm.  (0.2308E+01 psia)
  462.         Temperature at exit:   930.51 Kelvin
  463.         Exit velocity:  0.1366E+05 ft/sec.
  464.          
  465.         Thrust at sea-level:   +3.7140E+05 lbf.
  466.          
  467.         Thrust at 10,000 ft:   +4.0085E+05 lbf.
  468.          
  469.         Thrust at 25,000 ft:   +4.3071E+05 lbf.
  470.          
  471.         Thrust at 50,000 ft:   +4.5491E+05 lbf.
  472.          
  473.         Thrust at 75,000 ft:   +4.6242E+05 lbf.
  474.          
  475.         Thrust at 100,000 ft:  +4.6470E+05 lbf.
  476.          
  477.         Thrust at 150,000 ft:  +4.6557E+05 lbf.
  478.          
  479.         Thrust in a vacuum:    +4.6570E+05 lbf.
  480.          
  481.          
  482.          
  483.  
  484.  
  485.  
  486.          
  487.  
  488.  
  489.                                    8
  490.  
  491.  
  492.  
  493.  
  494.  
  495.  
  496.                   **********  EQUILIBRIUM FLOW CALCULATIONS  **********
  497.                               -----------------------------
  498.          
  499.         EQUILIBRIUM FLOW EXIT PROPERTIES:
  500.         Temperature=1153.85 Kelvin
  501.         Reaction Equation Coefficients and Mole Fractions:
  502.          
  503.         Diatomic Hydrogen           N=0.6457E+00    X=0.2440E+00
  504.         Diatomic Oxygen             N=0.8043E-18    X=0.3040E-18
  505.         Water                       N=0.2000E+01    X=0.7560E+00
  506.         Monatomic Hydrogen          N=0.1081E-07    X=0.4086E-08
  507.         Monatomic Oxygen            N=0.1493E-17    X=0.5641E-18
  508.         Hydroxyl                    N=0.8088E-10    X=0.3057E-10
  509.          
  510.                               Total N=0.2646E+01
  511.                               Molecular Weight of Mixture=0.1411E+02
  512.                               Qin=+2.8083E+01 kcal
  513.                               Qout=+1.1560E+02 kcal
  514.                               Qnet=-8.7513E+01 kcal
  515.                               P=0.1571E+00 atm
  516.                               S=0.5783E+02 cal/(mole K)
  517.          
  518.          
  519.          
  520.          
  521.         Average ratio of specific heats:   1.234
  522.         Mass flow rate (mdot):  0.1062E+04 lbm/sec.
  523.         Pressure at exit:  0.1571E+00 atm.   (0.2308E+01 psia)
  524.         Temperature at exit: 1153.85 Kelvin.
  525.         Exit Velocity:  0.1453E+05 ft/sec.
  526.          
  527.         Thrust at sea-level:   +4.0027E+05 lbf.
  528.          
  529.         Thrust at 10,000 ft:   +4.2972E+05 lbf.
  530.          
  531.         Thrust at 25,000 ft:   +4.5958E+05 lbf.
  532.          
  533.         Thrust at 50,000 ft:   +4.8378E+05 lbf.
  534.          
  535.         Thrust at 75,000 ft:   +4.9129E+05 lbf.
  536.          
  537.         Thrust at 100,000 ft:  +4.9357E+05 lbf.
  538.          
  539.         Thrust at 150,000 ft:  +4.9444E+05 lbf.
  540.          
  541.         Thrust in a vacuum:    +4.9457E+05 lbf.
  542.          
  543.          
  544.                       Normal Termination on 12-30-1987 at 21:57:29
  545.          
  546.          
  547.          
  548.  
  549.  
  550.                                    9
  551.  
  552.  
  553.  
  554.  
  555.  
  556.  
  557.  
  558.              These estimates compare to the actual values of:
  559.  
  560.                   Thrust:  375,000 lbf (SL), 470,000 lbf (Vacuum)
  561.                   Mass Flow Rate:  1030.9 lbm/sec
  562.                   Ratio of specific heats:  1.2
  563.  
  564.  
  565.  
  566.              Now, just for grins, we can see what happens if we were 
  567.         to replace the oxygen with fluorine by running H2F2.  This 
  568.         example also demonstrates what happens when you try to 
  569.         analyze an engine that causes numerical difficulties.  Note 
  570.         that the program failed while trying to do the equilibrium 
  571.         flow calculations.  
  572.  
  573.  
  574.  
  575.  
  576.          
  577.                           H    H           FFFFF       
  578.                           H    H           F           
  579.                           HHHHHH    222    FFFF    222 
  580.                           H    H   2   2   F      2   2
  581.                           H    H       2   F          2
  582.                                    2222           2222 
  583.                                    2              2    
  584.                                    22222          22222
  585.          
  586.          
  587.          
  588.          
  589.                      HYDROGEN/FLUORINE ROCKET ENGINE ANALYSIS PROGRAM
  590.          
  591.                                        Version 1.01
  592.          
  593.                                     (c) December, 1987
  594.          
  595.                            Software Package by Kerry Hicks, MS
  596.          
  597.          
  598.          
  599.          
  600.          
  601.          
  602.          
  603.          
  604.                   Analysis of SSME -- Running on Fluorine and Hydrogen
  605.          
  606.                         Study Initiated on 12-30-1987 at 21:58:39
  607.          
  608.          
  609.  
  610.  
  611.                                    10
  612.  
  613.  
  614.  
  615.  
  616.  
  617.  
  618.          
  619.         ENGINE SPECS:
  620.         -------------
  621.          
  622.         AREA OF NOZZLE THROAT 0.5749E+00 SQUARE FEET
  623.         AREA OF NOZZLE EXIT 0.4456E+02 SQUARE FEET
  624.         AREA RATIO:    77.51 : 1
  625.         CHAMBER PRESSURE 0.2021E+03 ATM
  626.         FLUORINE TO HYDROGEN MASS FLOW RATE:    6.000 :   1.000
  627.          
  628.          
  629.         ADIABATIC FLAME TEMPERATURE:  3329.7 Kelvin
  630.          
  631.          
  632.                    **********  COMBUSTION CHAMBER DETAILS  ***********
  633.                                --------------------------
  634.          
  635.         Temperature=3329.69 Kelvin
  636.         Reaction Equation Coefficients and Mole Fractions:
  637.          
  638.         Diatomic Hydrogen           N=0.2100E+01    X=0.4753E+00
  639.         Diatomic Fluorine           N=0.2853E-08    X=0.6456E-09
  640.         Hydrogen Fluoride           N=0.1999E+01    X=0.4525E+00
  641.         Monatomic Hydrogen          N=0.3183E+00    X=0.7205E-01
  642.         Monatomic Fluorine          N=0.8963E-03    X=0.2029E-03
  643.          
  644.                               Total N=0.4418E+01
  645.                               Molecular Weight of Mixture=0.1009E+02
  646.                               Qin=+1.1296E+02 kcal
  647.                               Qout=+1.1294E+02 kcal
  648.                               Qnet=+1.9424E-02 kcal
  649.                               P=0.2021E+03 atm
  650.                               S=0.4446E+02 cal/(mole K)
  651.          
  652.         Ratio of specific heats:   1.300
  653.          
  654.          
  655.          
  656.                     ***********  FROZEN FLOW CALCULATIONS  **********
  657.                                  ------------------------
  658.          
  659.         Average ratio of specific heats:   1.354
  660.         Mass flow rate (mdot):  0.9851E+03 lbm/sec.
  661.         Pressure at exit:  0.9154E-01 atm.  (0.1345E+01 psia)
  662.         Temperature at exit:   444.62 Kelvin
  663.         Exit velocity:  0.1399E+05 ft/sec.
  664.          
  665.         Thrust at sea-level:   +3.4281E+05 lbf.
  666.          
  667.         Thrust at 10,000 ft:   +3.7226E+05 lbf.
  668.          
  669.         Thrust at 25,000 ft:   +4.0212E+05 lbf.
  670.  
  671.  
  672.                                    11
  673.  
  674.  
  675.  
  676.  
  677.  
  678.  
  679.          
  680.         Thrust at 50,000 ft:   +4.2632E+05 lbf.
  681.          
  682.         Thrust at 75,000 ft:   +4.3383E+05 lbf.
  683.          
  684.         Thrust at 100,000 ft:  +4.3612E+05 lbf.
  685.          
  686.         Thrust at 150,000 ft:  +4.3698E+05 lbf.
  687.          
  688.         Thrust in a vacuum:    +4.3711E+05 lbf.
  689.          
  690.          
  691.          
  692.          
  693.          
  694.          
  695.                 **********  EQUILIBRIUM FLOW CALCULATIONS  **********
  696.                             -----------------------------
  697.          
  698.                 Numerical Difficulties Encountered -- Not Calculated.
  699.  
  700.                     Normal Termination on 12-30-1987 at 21:59:08
  701.  
  702.          
  703.  
  704.         ------------
  705.  
  706.  
  707.              As an example of a Hydrogen/Fluorine engine for which 
  708.         the equilibrium flow can be calculated, try running this:
  709.  
  710.  
  711.                          Area of throat: 1 sq. ft.
  712.                          Area of exit: 10 sq. ft.
  713.                          Pressure: 27 atm.
  714.                          Mass flow ratio:  6:1
  715.  
  716.  
  717.  
  718.  
  719.  
  720.                     --- LIMITATIONS OF H2O2 AND H2F2 ---
  721.  
  722.  
  723.              -- Because the thermochemical data used is only 
  724.         accurate to 3 or 4 digits, the results generated cannot be 
  725.         expected to be any more accurate than this.
  726.  
  727.              -- Temperatures must be between about 300 K and 6000 K 
  728.         and exit mach numbers must be less than 50.  This covers the 
  729.         vast majority of realistic engines.
  730.  
  731.  
  732.  
  733.                                    12
  734.  
  735.  
  736.  
  737.  
  738.  
  739.  
  740.              -- The reactants are assumed to be injected into the 
  741.         combustion chamber at their normal boiling points.  For most 
  742.         rockets, this is a valid assumption.  Note that this 
  743.         restriction is EASILY removed by modifying only only one 
  744.         line in the source code.  
  745.  
  746.              -- For numerical (as well as practical) reasons, 
  747.         mole fractions less than 1.0e-30 are considered to be 0.0.  
  748.  
  749.  
  750.  
  751.  
  752.          
  753.                         --- MISCELLANEOUS NOTES ---
  754.  
  755.              -- I ran H2O2 on a wide variety of engines, ranging in 
  756.         thrust from 15,000 lbf to 250,000 lbf.  The program appears 
  757.         to handle all realistic engines in this range.  I can't make 
  758.         any promises as to the reliability/accuracy of H2O2 outside 
  759.         of this range.  (I don't have any actual performance data 
  760.         for smaller/larger engines!)  Far fewer test cases were run 
  761.         on H2F2.  The test cases I had were for the AFT calculations 
  762.         only (they checked out).  The thrust calculations are 
  763.         assumed to be correct since the code is identical to that in 
  764.         H2O2.  
  765.  
  766.  
  767.              -- For the Hydrogen/Oxygen engines I had actual 
  768.         performance data on, I found that the following "fudge 
  769.         factors" allowed me to better compare the program output to 
  770.         the actual test data:
  771.  
  772.                  Actual thrust = .506 * (Frozen Thrust) + .476 *  
  773.                  (Equilibrium Thrust)
  774.  
  775.                  Actual mass flow rate = .988 * (predicted mass flow 
  776.                  rate)
  777.  
  778.              Of course, this may or may not be universal.  The 
  779.         thrusts I found using this equation came a little closer to 
  780.         the actual values than did a simple averages of the Frozen 
  781.         and Equilibrium Thrust values (typically).  It is question-
  782.         able whether these fudge factors will work on your engine, 
  783.         especially if it is out of the range 15,000 - 250,000 lbf.  
  784.         (Note that the actual thrusts tend to be weighted towards 
  785.         the Frozen Thrust value -- this is *probably* a general 
  786.         trend for engines of this class.)  
  787.  
  788.              (No such fudge factors have been calculated for 
  789.         hydrogen/fluorine engines using H2F2.)
  790.  
  791.  
  792.  
  793.  
  794.                                    13
  795.  
  796.  
  797.  
  798.  
  799.  
  800.  
  801.              -- The source code was compiled with QuickBasic 
  802.         (Version 3.0).  For the most part, TurboBasic can also be 
  803.         used, but if you plan to modify the code and compile using 
  804.         TurboBasic, be aware of the following problems that I ran 
  805.         into with TurboBasic:  TurboBasic (Version 1.0) chokes on 
  806.         the formatted output written directly to the printer, ie, 
  807.         when you select "LPT1:" as the output file.  Also, TB craps 
  808.         out on SQR(x) when x is close to zero after several thousand 
  809.         mathematical operations.  (That's why I've used x^.5 in the 
  810.         defined functions in the program.)  These problems may or 
  811.         may not be specific to my program/computer combination, so 
  812.         you may or may not encounter them.  (TurboBasic is a copy-
  813.         right of Borland International and  QuickBasic is a copy-
  814.         right of Microsoft Corporation.)
  815.  
  816.              -- If you modify a COPY of the source code to run on 
  817.         another computer and plan to upload it to a BBS, DOCUMENT 
  818.         IT!  Add a line to the modified code saying something to the 
  819.         effect "Modified by Ima Hacker for the H-89."  USE A DIFFER-
  820.         ENT NAME FOR YOUR VERSION!  (Something like H2O2H89.BAS.)  
  821.         If you upload your modified code, upload this documentation 
  822.         as well as the ALL of the ORIGINAL files in this package.  
  823.         Put any special instructions for your version in a  READ.ME2 
  824.         file.  (This may sound like a lot of extra nonsense, but it 
  825.         will help keep this software package complete and docu-
  826.         mented.)
  827.  
  828.  
  829.              -- The source code is capable of producing much more 
  830.         output data, including data for composition -vs- temperature 
  831.         graphs!  A few well-placed print statements can really 
  832.         increase the output you have to "play" with.  
  833.  
  834.  
  835.              -- As an indication of how flexible the source code is, 
  836.         consider that, with the exception of typing in the JANAF 
  837.         data, the conversion of H2O2 to H2F2 only took about 20 
  838.         minutes!
  839.  
  840.  
  841.              -- The purpose of this package is NOT to encourage 
  842.         students to avoid writing the thermodynamic programs 
  843.         required for propulsion classes.  It is merely a reliable 
  844.         series of programs that will allow the student to verify the 
  845.         operation of his/her program or manual calculations.   
  846.  
  847.  
  848.              -- Run times for this version of H2O2 are about 1 
  849.         minute on an 8 MHz XT clone with a math coprocessor and 
  850.         about 6 1/2 minutes on an AT without a coprocessor.  H2F2 
  851.         times are less -- just under a minute and about 5 minutes, 
  852.         respectively.
  853.  
  854.  
  855.                                    14
  856.  
  857.  
  858.  
  859.  
  860.  
  861.  
  862.              -- Questions and comments can be directed to me, Kerry 
  863.         Hicks, on the following BBS system:
  864.  
  865.  
  866.  
  867.                                  Kyle's BBS
  868.                                (513) 236-7085
  869.  
  870.  
  871.  
  872.              -- If you find this program to be useful, I'd like to 
  873.         know about it.  Drop me a note on the above BBS.  
  874.  
  875.  
  876.  
  877.  
  878.                            --- Update History ---
  879.  
  880.  
  881.         H2O2|
  882.         -----                       
  883.  
  884.  
  885.         Version 3.12 (Dec., 1987):  
  886.  
  887.                 -- Oops....a typographical error was found in the 
  888.                    thermochemical data.  The effect of this error 
  889.                    was, for all practical purposes, limited to the 
  890.                    Adiabatic Flame Temperature calculations.  This 
  891.                    error has been corrected and the remaining 
  892.                    thermochemical data double-checked.
  893.  
  894.                 -- A few more safeguards against user error have 
  895.                    been added.  
  896.  
  897.                 -- The manual has been revised to reflect the 
  898.                    introduction of H2F2 to the software package.
  899.  
  900.                 -- Numbers less than 1.0e-30 are rounded to 0.0 for 
  901.                    printing.
  902.  
  903.  
  904.  
  905.         ------------
  906.  
  907.  
  908.         Version 3.11 (Dec., 1987):
  909.  
  910.                   -- Not released to Public Domain.
  911.  
  912.  
  913.  
  914.  
  915.  
  916.                                    15
  917.  
  918.  
  919.  
  920.  
  921.  
  922.  
  923.         ------------
  924.  
  925.         Version 3.10 (Dec., 1987):
  926.  
  927.                 Okay, okay......so I left out some of your sugges-
  928.         tions.  It's not like I shot your dog!  Here are the latest 
  929.         additions and modifications:
  930.  
  931.                 -- Date and Time stamping at beginning and end of 
  932.                    calculations.
  933.                         
  934.                 -- Even neater output.
  935.  
  936.                 -- Better error recovery.  The program now avoids
  937.                    aborting on many BASIC errors such as divide by
  938.                    zero, disk full, and media errors.  
  939.          
  940.                 -- Some attempt has been made to detect and/or recover
  941.                    from USER errors.  It's not idiot-proof, but it     
  942.                    does catch many of the common data-entry errors  
  943.                    such as bad files names. 
  944.  
  945.                 -- More program variables are documented/declared
  946.                    in the source code.
  947.  
  948.  
  949.  
  950.  
  951.         ------------
  952.  
  953.         Version 3.00 (Oct., 1987):
  954.                 
  955.                 This is, hopefully, the last major revision I will 
  956.         make in this software package.  This update incorporates 
  957.         most of the suggestions made by users.  These changes are:
  958.  
  959.                 -- Speed enhancements:  Typical times are less than 
  960.                    one minute on a Turbo-XT with a math coprocessor 
  961.                    and just over 7 minutes on an AT without a 
  962.                    coprocessor.    
  963.          
  964.                 -- More Altitudes in Thrust Calculations:  Now com-
  965.                    putes thrust at 8 altitudes instead of just 3.
  966.  
  967.                 -- Runaway Detection and Continuation:  When the 
  968.                    program detects what it thinks is a non-con-
  969.                    verging solution it halts execution and gives you 
  970.                    the option of overriding the abort.  This lets 
  971.                    you decide if you want to allow the program to 
  972.                    iterate further.  The time allowed for this can 
  973.                    be modified by changing a line in the source 
  974.                    code.
  975.  
  976.  
  977.                                    16
  978.  
  979.  
  980.  
  981.  
  982.  
  983.  
  984.                 -- Neater, more organized output.
  985.  
  986.                 -- The source code takes better advantage of Quick-
  987.                    Basic features.  This means it will no longer run 
  988.                    under GW-BASIC.  (QuickBasic is a copyright of 
  989.                    Microsoft.)
  990.                    
  991.  
  992.  
  993.  
  994.         ------------
  995.  
  996.         Version 2.10 (Oct., 1987):  
  997.  
  998.                 The thermochemical data has been made internal to 
  999.         the program.  This saves read-time for floppy-based systems.  
  1000.  
  1001.                 There is no longer a separate executable file for 
  1002.         computers with and without the math coprocessor.  H2O2 
  1003.         detects and uses the processor if present.  If it is not, 
  1004.         then its function is emulated.
  1005.  
  1006.                 The manual has been updated to reflect the changes.
  1007.  
  1008.  
  1009.         ------------
  1010.  
  1011.  
  1012.         Version 2.01 (Aug., 1987):
  1013.  
  1014.                 The file SAMPLES has been removed from the H2O2 
  1015.         software package and the file H2O2.BAS has had the "meat" 
  1016.         cut out of it.  H2O2.BAS is now just the top of the file 
  1017.         containing the comments, documentation, and variable input.  
  1018.         This was done for a variety of reasons.  However, if someone 
  1019.         has a legitimate reason for wanting the source code or the 
  1020.         samples, he/she can still drop me a note explaining why on 
  1021.         one of the BBS's mentioned in the manual.   
  1022.  
  1023.                 I apologize to those of you with computers that 
  1024.         cannot run the executable versions of the program.  When 
  1025.         time permits, I expect to produce a much smaller BASIC ver-
  1026.         sion for 64k machines, but until that time, no source code 
  1027.         will be included in the PD version of this software package.
  1028.  
  1029.  
  1030.         ------------
  1031.  
  1032.  
  1033.         Version 2.0 (July, 1987):
  1034.  
  1035.                 It has been noted that the executable programs will 
  1036.  
  1037.  
  1038.                                    17
  1039.  
  1040.  
  1041.  
  1042.  
  1043.  
  1044.  
  1045.         NOT run on a Z-100 (non-PC) computer.  Attempting execution 
  1046.         causes a "Wild Interrupt" error.  The BASIC version will 
  1047.         work, however.  
  1048.  
  1049.          
  1050.         ------------
  1051.  
  1052.         Version 2.0 (June, 1987): 
  1053.  
  1054.                 Original Public Domain Version of the H2O2 Package.
  1055.  
  1056.         -----------------------------------------------------------
  1057.  
  1058.  
  1059.         H2F2|
  1060.         -----
  1061.  
  1062.  
  1063.         Version 1.01 (Dec., 1987):
  1064.  
  1065.                   -- First Public Domain Version of H2F2.  
  1066.  
  1067.  
  1068.         ------------
  1069.  
  1070.         Version 1.00 (Dec., 1987):  
  1071.  
  1072.                   -- Not released to Public Domain.  This was 
  1073.         derived from Version 3.11 of H2O2.
  1074.  
  1075.  
  1076.  
  1077.  
  1078.  
  1079.  
  1080.  
  1081.  
  1082.  
  1083.  
  1084.  
  1085.  
  1086.  
  1087.  
  1088.  
  1089.  
  1090.  
  1091.  
  1092.  
  1093.  
  1094.  
  1095.  
  1096.  
  1097.  
  1098.  
  1099.                                    18
  1100.