Сообщений в теме: 92

[Plutonium]

Интересен лично твой опыт. В одном месте собранный. Если у тебя есть сайт с нужной инфой, кинь ссылку. Если нет, форум любезно выслушает твою исповедь.

[Буратино]

Отправлено 17 February 2018 - 18:15
На старте "Демон-3"
Движок ПП труба длинна 300 мм, Ф 32.5 мм, канал Ф10 мм на 185 мм, глухой 40 мм.
Топливо пхк 64, бенз. н.32 , хом 1%. вазелин 3%

 

В продолжение разговора о том, как бензоат влияет на УИ топлива.
Расчет динамики изменения массового и плотностного УИ для разных топлив при изменении давления.
Топливо 1 – твой состав.
Топливо 2 – 85/15+1+7 (пересчитанный на 100%).
Топливо 3 – гипотетическое топливо без бензоата (для наглядности, что с энергетической точки зрения - это не лучшее горючее для ракетного топлива).
Но пока, без бензоата (и т.п.) двигатель сделать сложно, поскольку топлива на ПХК без бензоата горят неустойчиво из-за высокого барического коэффициента (k = 0,7-0,8 может и больше 1). Такое топливо очень требовательно к допускам при изготовлении двигателя.
Функция зависимости скорости горения от давления (закон Вьеля) имеет вид w = w_1*p^k
где w₁ – известная (измеренная, например, при атмосферном давлении) скорость горения, p – давление, k – показатель степени в законе горения (он же барический коэффициент, показатель горения).
Высокий коэффициент функции скорости горения указывает на неустойчивое положение равновесия скорости горения топлива и давления в двигателе. При возмущении (даже от изменения температуры окружающей среды), давление будет уменьшаться (топливо может даже затухнуть), либо непрерывно возрастать до превышения предела прочности корпуса двигателя.
Пример:
Скорость горения топлива при 0,01 МПа (w₁) - 1 мм/сек, k топлива - 0,35.
При повышении давления в 10 раз до 0,1 МПа получим w = 1*10^0,35 = 2,24 мм/с.
При k топлива - 0,8, w = 1*10^0,8 = 6,31 мм/с.
Нормальным считается показатель до 0,5, если выше, то необходимы более высокие требования к двигателям и топливным зарядам. При показателе ≥1 это уже не топливо для РДТТ. 

Величину k определяют опытным путем, сжигая топливо в тестовых двигателях и по полученным данным строя математическую модель горения.

Бензоат снижает показатель степени и горение становится устойчивым и саморегулирующимся.





Топ.1/Топ.2 – отношение УИ Топлива 1 к УИ Топлива 2

Интерпретация результатов расчетов выполненных по алгоритму PropEP (Propellant Evaluation Program): http://serge77.rocketworkshop.net/propep/propep.htm

Так что с таким количеством бензоата ты теряешь 20% массового и 25% плотностного УИ.
Т.е. в тех же габаритах двигатель на 25% проигрывает в мощности.

 

По первой таблице все очевидно.
А вот данные из второй таблицы стали для меня неожиданностью.
В бессопловом двигателе увеличивая скорость горения мы практически не увеличиваем УИ топлива и соответственно не увеличиваем суммарный импульс двигателя, мы лишь повышаем массовый расход топлива и среднюю тягу (суммарный импульс/t).
Увеличение средней тяги и соответственно ускорения в некоторых рамках влияет на высоту полета ракеты. Ну и позволяет быстрее аэродинамически стабилизировать ракету.
По ссылке можно скачать программу расчета высоты полета EzAlt_RU.XLS
https://www.nakka-rocketry.net/softw.html

Сообщение отредактировал Буратино: 25 January 2019 - 01:44

[Uchenik]

     Программа программой, ее пишет человек. По мне так хорошо бы посмотреть цифры по практическим экспериментам.

Я могу составить прогу, где будет все наоборот   Есть программа поведения электрона в определенных полях, долго так и думали    а на практике через несколько лет оказалось что программа ошибалась (забыли что ее писали люди   )

 

Да и УИ определяет не низкая молекулярность горючего, как ты пишешь.

Больше температура сгорания топлива (сгорания в химических движках или нагрев в ядерных движках), т.е большая скорость выброса. И также большая масса выбрасываемого.

Скорость и масса выбрасываемой струи.  (без учета теории вихрей) определяет УИ. Чем больше, тем больше УИ.

Водород, как горючее, применяли не из-за малой молекулярности водорода, а из-за высокой температуры сгорания.

Там где нужно большое ускорение и высокое УИ, применяют высокомолекулярное горючее, например ТГ-02.

Это давно проверено в хорошо оснащенных лабораториях, а не на колене и не ракетчиками любителями, не имеющими необходимого оснащения.

Кстати, так называемое "перспективное топливо", применяемое в "сухих" движках, очень высоко молекулярное вещество.

Сообщение отредактировал Uchenik: 25 January 2019 - 12:16

[Буратино]

Программе уже больше 30 лет. Ничего лучше, по крайней мере в открытом доступе, нет. Погрешность расчетов несколько процентов. Проверено (в т.ч. мной) и перепроверено опытными ракетчиками многократно. Даже и не знаю, есть ли хоть один человек занимающийся конструированием РДТТ (а не забиванием в трубку всего что под руку попало), который ей не пользуется.

Можешь сам проверить. Если не экспериментально, то хотя бы по известным топливам с известными характеристиками.

 

По теории почитай еще литературу. Ты путаешь процессы горения в камере сгорания и истечение вещества из сопла. 

Для наглядности, в той же программе можешь сам посчитать процесс горения смеси, например, кислород/водород в разных соотношениях (при разном к.б.) и проанализируй взаимосвязь УИ с энергией реакции в камере сгорания и составом истекающего из сопла вещества.

Сообщение отредактировал Буратино: 25 January 2019 - 14:52

[Mr.magu]

А что там насчет ККС?

[Буратино]

Следующий в очереди на испытания.

 

Пока есть такая информация:

 

Соли металла содержащие нитрильную группу хорошо показали себя, как быстрогорящее горючее-катализатор, к том же они сильно снижают бар. коэф.

 

Патент по горению смеси ПХК/связка + горючее - катализаторы (соли металла содержащие нитрильную группу).

http://www.findpatent.ru/patent/259/2594218.html

 

Для наглядности свел данные в таблицу.

 

 

Самый лютый цианид меди

 

И еще одна статья про горение ПХК/ККС.

Скорость горения смеси ПХК 60/ ККС 40 при атм. давлении около 200 мм/с. http://acct.muctr.ru/media/articles/pdf/2016_08_64-67.pdf

 

Судя по таким скоростям горения, есть надежда уменьшить количество энергетически не выгодного горючего в топливе, и сохранить скорость горения около 5-6 мм/с

Сообщение отредактировал Буратино: 25 January 2019 - 20:47

[ФхФ]

ккс и с нк хорошо работает еще и дешевле и безопасней

[Буратино]

Если так рассуждать, то НК прекрасно горит и с сахарозой и сорбитом) и с бОльшим УИ и дешевле и легче перерабатывается

При чем здесь НК? У него УИ сильно ниже, чем у ПХК. Двигатели на НК сильно проигрывают по мощности

Сообщение отредактировал Буратино: 26 January 2019 - 00:07

[Plutonium]

А для топлива на пхк еще можно применять обычные стальные вкладыши в критику или уже графит подавай?

[Буратино]

Ага, без графита никак. Ни сталь, ни керамика не выдерживает, плавится мгновенно.
НК/сорбит горит 1300С, а топлива ПХК/связка около 2500С, а с алюминием >3000С

[Plutonium]

Где рядовому пиротехнику такое взять?

[Буратино]

Так я говорю про бессопловые двигатели)
Для сопловых двигателей не нужны такие скорости горения

[Plutonium]

Это не ответ на вопрос

[Буратино]

Если делать сопловой двигатель, то сопло или как минимум вставка в критическое сечение сопла должны быть из графита.
Чем выше плотность графита, тем он меньше подвержен эррозии. Можно использовать графиты с плотностью от 1,6. Графиты изостатического прессованния с плотностью 1,8 служат долго. У меня сопла из такого графита, после 5 запусков - никакого разгара я не намерил.
Из отечественных самые распространенные марки МПГ-6 (1,6 гр/см3) и МПГ-7 (1,7 - 1,8 гр/см3) обычно они идут блоками 220x220x110, ~ 9 кг.
Если найти в прутках так ещё удобней обрабатывать. Если в брусках, то отпиливаешь ножовкой (пилится легко) нужную заготовку и обтачиваешь на станке. Обрабатывается очень хорошо. Единственное, для обработки нужен пылесос, чтобы все вокруг не засыпало графитовой пылью.



А так формирую топливные шашки. Бронировка электрокартон, оснастка фторопласт. Конкретно эти - 32 мм и 45 мм.




Если нужны шашки без бронировки (на фото), то для формирования шашки использую пленку.

Сообщение отредактировал Буратино: 27 January 2019 - 17:19

[maximus]

вот это я понимаю подход к делу и качество!

[Буратино]

Графит нужен только для топлив на ПХК и ПХА. Для карамельки и топлив на НА (без металла) достаточно стального или керамического сопла.

[Saha]

Есть топливо на НА? Я сколько искал так и не нашел.
Хотя может плохо искал?

[Буратино]

Есть с металлами, есть без.

2008г.
Провел испытания топлив на НА и Эпоксидной смоле.
Во всех составах использовалась эпоксидная смола (ЭДП 20 или D.E.R. 330) с уротропином в соотношении 10:1
Шашки отверждались при 60 С в течении 5 часов.
Горение по всем поверхностям.
Видео испытаний есть, но не было времени его оценить, поэтому пока не смогу написать скорость горения.
60 НА/5 НН/15 Ал (ПАП-1)/20 Эпоксидная смола, Кн 465 – 350
Горение не достаточно стабильное, много искр.
57 НА/5 НН/3 K2Cr2O7/15 Ал/20 Эпоксидная смола, Кн 465 – 350
Ровное, горение. Большой красивый факел, практически без искр. Наверное можно немного уменьшить Кн.
60 НА/20 Mg (МПФ-4)/20 Эпоксидная смола, Кн 380 – 287
Ровное горение, очень красивый факел.
75 НА/5 K2Cr2O7/20 Эпоксидная смола, Кн 465 – 350
Горение стабильное, но наверное нужно немного уменьшить Кн. Факела нет. Совсем немного дыма.
80 (сплав 75 частей НА и 5 CuO)/20 Эпоксидная смола, Кн 550 – 415.
Горело довольно стабильно, но очень медленно. Не меньше 10 секунд. Кн нужно сильно увеличивать.





Тогда еще не было отвердителя ЭТАЛ45М, приходилось отверждать уротропином. НН добавлял для подкрашивания пламени. Особого эффекта это не дает. Так что в последующем я его исключил.
Потом решил попробовать вместо связки силикон, так и появился АНСИАЛ. Хотя ракеты хорошо и красиво летают и на НА/Al/эпоксид.
С полиуретаном пробовал, но не помню как горит.

75 НА/5 K2Cr2O7/20 Эпоксид, УИ 185 с. Горит красиво. Но в двигателе не дает огненного хвоста, только еле заметный дымок.









С добавкой 5 или 10% НН


Одноразовый двигатель 32 мм по топливу, шашка грамм на 200

Сообщение отредактировал Буратино: 29 January 2019 - 00:58

[Plutonium]

Что за токарный?

[Буратино]

Простенький китаец, profi 550