Равновесный теплообмен при отсутствии механического взаимодействия.

В этом случае газ не взаимодействует с частицами механически, не затрачивает энергии на их ускорение в сопле, поэтому кинетической энергией частиц можно пренебречь. Принимая в первом приближении, что температура на выходе из сопла не изменяется, получим, что скорость газа должна увеличиться, так как весь перепад энтальпии расходуется только на ускорение газа .

Однако, средняя скорость истечения, определяемая соотношением и определяющая удельный импульс, уменьшится, так как , то , так как весь перепад энтальпии  идет на увеличение скорости газовой фазы.

Так как , то . При

4.4. Отсутствие равновесия по скорости и температуре при z = const

Время пребывания продуктов реакции в камере сгорания достаточно велико (оно достигает сотых долей секунды) и достаточно для того, чтобы между всеми реагентами по всем параметрам установилось равновесие: скорости и температуры фаз равны, давления паров твердых и жидких компонент равнялись давлениям насыщения, скорости прямых и обратных химических реакций равнялись между собой и т.д.

Ощутимое отклонение от равновесия начинается с момента ускорения рабочего тела в сопле, суммарное время пребывания в котором не превышает тысячных долей секунды. В этом случае течение двухфазной смеси описывается системой дифференциальных уравнений, которые составлены с учетом следующих допущений:

- процессы в камере стационарны, одномерны; взаимодействием рабочего тела со стенками канала пренебрегаем;

- химическое взаимодействие между компонентами рабочего тела отсутствует; свойства переноса определяются по аддитивности с учетом массовых долей продуктов сгорания;

- распределение конденсированных частиц по сечению камеры равномерное;

- объем, занимаемый конденсированными частицами мал по сравнению с объемом газа, что позволяет рассматривать движение каждой частицы в невозмущенном гидродинамическом поле. Это условие выполнимо в том случае, если объемная доля частиц не превышает 2%. Тогда из всех сил, действующих на частицу во время ее движения, в рассмотрении останется лишь сила вязкого сопротивления;

- форма частиц, как почти во всех исследованиях, принимается сферической;

- коагуляция между частицами каждого сорта отсутствует;

- конденсированная фаза полидисперсна с дискретным распределением частиц по фракциям. Каждая фракция характеризуется размером частиц массовой долей в конденсате;

- вся конденсированная фаза образуется в камере сгорания в процессе горения топлива и ее массовая доля в сопле остается неизменной.

Уравнение движения:

Частиц монотоплива под действием аэродинамической силы, которая возникает при их обтекании и которая обуславливается наличием определенной разности скоростей между газом и частицами:

                                                                   (1)

По второму закону Ньютона:

                                                                                  (2)

;   

Приравняем (1) и (2):

 и домножим на

в результате преобразований получаем:

                                                    (3)