продолжение темы "Спутник миниморум"

 
1 7 8 9 10 11 12 13
+
-
edit
 

avmich

координатор

Я бы к гадалке всё же сходил, точнее, посчитал бы. Перекись охлаждает стенку, приводя к понижению температуры пристеночного слоя со стороны газовой стенки. А вот насколько...

Самый простой первый шаг охлаждения - оформление керосиновых форсунок в ФГ, создающих пристеночный слой в камере. Вот насколько этого хватит...

Касательно поджига - мы, конечно, попробуем сначала более простые варианты.
 
RU Андрей Суворов #30.07.2004 10:59
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Аську включи, да?
На самом деле, первые огневые надо будет проводить с перекисью 75%, или даже ниже, концентрации, соответственно уменьшив расход керосина.
Исходя из померянных температур в швах, можно определить температуру жидкостной стенки и проэкстраполировать, сколько процентов перекиси выдержит движок без завесы и этилсиликата.
Но до этого еще ой как далеко.
 
RU Андрей Суворов #30.07.2004 14:02
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Итак, при концентрации с 35% до 85% теряется четверть исходной перекиси. При первых прожигах этой концентрации нам более чем достаточно. К 98% мы будем стремиться, когда будет ясно, что движок это выдержит.
 

pokos

аксакал

Может, найдёте и сразу большей концентрации. У нас на радиозаводе неоднократно видел бутыли с 90%-й перекисью. Похожа на лёд, видимо стабилизирована чем-то.
 
RU Андрей Суворов #30.07.2004 17:18  @pokos#30.07.2004 15:48
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

pokos>Может, найдёте и сразу большей концентрации. У нас на радиозаводе неоднократно видел бутыли с 90%-й перекисью. Похожа на лёд, видимо стабилизирована чем-то.[»]

Странно... Похожа на лёд? Перекись при комнатной температуре похожа на сироп, совершенно прозрачный. 90% раствор должен затвердевать при -10, что ли, градусов... Да и зачем такой концентрации перекись на радиозаводе, непонятно...

Может, это была не перекись водорода?
 
RU pokos #30.07.2004 17:45  @Андрей Суворов#30.07.2004 17:18
+
-
edit
 

pokos

аксакал

pokos>>...Да и зачем такой концентрации перекись на радиозаводе, непонятно...Может, это была не перекись водорода?[»]

Ну, там ею платы травют, совместно с солянкой. Я тоже для того её там тырил. Перекись, чтоб мне пусто было. Даже русскими буквами написано, что 90% и не разлагается, так я сам чуть не офигел. Про концентрацию не врут, эт тошна. Я проверял на своих платах. По сравнению с бытовой 34%-ой травятся с ураганной скоростью - без противогаза совсем тоскливо рядом стоять. Расход по объёму соответствует концентрации.

 

Bell

аксакал
★★☆
http://schoolchemistry.by.ru/katalog/peroksid_vodoroda.htmФизические свойства

Чистый пероксид водорода - бесцветная сиропообразная жидкость (с плотностью около 1,5 г/мл), под достаточно уменьшенным давлением перегоняющуюся без разложения. Замерзание Н2О2 сопровождается сжатием (в отличие от воды). Белые кристаллы пероксида водорода плавятся при -0,5 °С, т. е. почти при той же температуре, что и лёд.

Теплота плавления пероксида водорода составляет 13 кДж/моль, теплота испарения - 50 кДж/моль (при 25 °С). Под обычным давлением чистый Н2О2 кипит при 152 °С с сильным разложением (причём пары могут быть взрывоопасны). Для его критических температуры и давления теоретически рассчитаны значения 458 °С и 214 атм. Плотность чистого Н2О2 равна 1,71 г/см3 в твёрдом состоянии, 1,47 г/см3 при 0 °С и 1,44 г/см3 при 25 °С. Жидкий пероксид водорода, подобно воде, сильно ассоциирована. Показатель преломления Н2О2 (1,41), а также её вязкость и поверхностное натяжение несколько выше, чем у воды (при той же температуре).

И главное свойство:
Ничто так не красит женщину, как перекись водорода
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  
Это сообщение редактировалось 30.07.2004 в 18:28

pokos

аксакал

Кстати, температуру, при которой наблюдал эту ледовитость, не помню, но была ранняя осень, и точно выше нуля. Может туда какой-ни-то аммоний поналожили для стабилизации или ещё чего...
 

Bell

аксакал
★★☆
Стабилизация перекиси - великая проблема современной химии

Вот что нарыл:
http://www.ibiblio.org/textile/jtexchem/win/1998n1/paper12/paper12.htm
http://www.ibiblio.org/textile/jtexchem/win/1998n1/paper9/paper9.htm
http://www.textileclub.ru/viewarticle194-3.html

Все-таки имеет месть быть логическая нестыковка:
Предельная Т конструкции (КЗ, критика, сопло) - около 500-600о
Предельная Т перекиси - 150о

И как ей тогда охлаждать? Мож всеж керосином?
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  

Bell

аксакал
★★☆
Подумал и пришел к выводу, что перекисью охлаждать НЕЛЬЗЯ! Тем более, при такой конструкции (противотоком)

Перекись будет взрывообразно разлагаться (в критике или даже раньше, а на КС - и подавно) и температура продуктов разложения достигнет 450-600о просто по причине экзотермичности реакции... Разнесет все нахрен, однозначно. Это ясно даже без расчетов, чисто качественной оценки достаточно.

Вы, вообще, видели двигатель с таким принципом охлаждения? Приведите пример, пожалуйста.

Даже если пустить перекись со стороны КС, все равно после критики она разложится. Даже добавка полимеров может снизить скорость разложения при небольших температурах и только 2-3 раза - совсем не фак, что это поможет в данном случае. Если перекись будет взрываться в 3 разе медленней, никто этого не заметит и не оценит :)

Я вижу такие варианты решения этой проблемы:

1) Охлаждать ... водой! Если напрячся и рассчитать поток тепла на стенки, возможно хватит относительно небольшого бака, скажем 10-20 л. По части охлаждения: вода - идеальный вариант. Только знать бы, сколько ее надо. :(

2) Комбинированное охлаждение керосином, а снаружи, в наиболее теплонагруженной части, сделать внешнюю рубашку с перекисью. Вариант "на пределе" :(

3) Наглухо комбинированное охлаждение: внутри - вода, дальше 1/2 площади - керосин, на КС снаружи всего - перекись. Но такую систему уж очень сложно сделать. Зато можно обойтись меньшим количеством воды.

Ключевое момент: нужен расчет нагрева стенки (теплонагруженность).
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  
RU Андрей Суворов #30.07.2004 21:55  @Bell#30.07.2004 20:32
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Bell>Подумал и пришел к выводу, что перекисью охлаждать НЕЛЬЗЯ! Тем более, при такой конструкции (противотоком)

Белл, ну ты смешнооооой! :)

Bell>Перекись будет взрывообразно разлагаться (в критике или даже раньше, а на КС - и подавно) и температура продуктов разложения достигнет 450-600о просто по причине экзотермичности реакции... Разнесет все нахрен, однозначно. Это ясно даже без расчетов, чисто качественной оценки достаточно.

Без расчётов не ясно нифига! Больше того, не ясно и с расчётами, которые у нас уже есть. Почему ты думаешь, что перекись разложится взрывообразно? Да, при температуре в 150 градусов перекись разлагается в 20 000 раз быстрее, чем при комнатной! Но она при этой температуре будет находиться в нашем аппарате доли секунды - порядка одной десятой! При этом успеет разложиться примерно один процент перекиси. А дальше она из рубашки попадёт в КС, где уж пусть разлагается - всё одно ей керосин окислять.

Bell>Вы, вообще, видели двигатель с таким принципом охлаждения? Приведите пример, пожалуйста.

Да. На английских ракетах Блэк Найт (Черный Рыцарь) и Блэк Эрроу (Черная стрела) стояло по 4 и 8+2 движка соответственно, охлаждаемых перекисью, с керосином в качестве горючего. Блэк Эрроу даже первый английский ИСЗ запустила.

Bell>Даже если пустить перекись со стороны КС, все равно после критики она разложится. Даже добавка полимеров может снизить скорость разложения при небольших температурах и только 2-3 раза - совсем не фак, что это поможет в данном случае. Если перекись будет взрываться в 3 разе медленней, никто этого не заметит и не оценит :)

Общее количество тепла от этого не изменится. На самом деле, FILAS, как человек с соответствующим образованием и опытом (он после института два года на Моторостроителе в Самаре проработал) рассчитал нам подогрев. Так вот шагом марш на его сайт filas.narod.ru и, пока все материалы не изучишь, в топик не возвращайся! :)

Bell>Я вижу такие варианты решения этой проблемы:
Bell>1) Охлаждать ... водой! Если напрячся и рассчитать поток тепла на стенки, возможно хватит относительно небольшого бака, скажем 10-20 л. По части охлаждения: вода - идеальный вариант. Только знать бы, сколько ее надо. :(

Её надо три килограмма в секунду. Т.е. на время работы двигателя - сто пятьдесят - триста литров.

Bell>2) Комбинированное охлаждение керосином, а снаружи, в наиболее теплонагруженной части, сделать внешнюю рубашку с перекисью. Вариант "на пределе" :(
Bell>3) Наглухо комбинированное охлаждение: внутри - вода, дальше 1/2 площади - керосин, на КС снаружи всего - перекись. Но такую систему уж очень сложно сделать. Зато можно обойтись меньшим количеством воды.
Bell>Ключевое момент: нужен расчет нагрева стенки (теплонагруженность).[»]

Система какая. Среднемассовая температура перекиси после охлаждения достаточно мала - в худшем случае градусов 80 (по расчёту 63). При этом она разлагается ещё достаточно медленно. Проблема в том, что перекись нагревается неравномерно - и есть два ключевых параметра, называемые температура газовой стенки и температура жидкостной стенки. При правильной организации охлаждения Тжс не должна превысить 150 градусов Цельсия, вот и всё. Больше того, даже если она их слегка превысит, не факт, что взорвётся. Дело в том, что, даже если образуется маленький пузырёк на стенке (0,1 мм диаметром), но потоком (10 м/с как-никак) его оторвет, то он схлопнется, т.к. остальная перекись вокруг сильно холоднее. Вот если он прилипнет или начнёт расти так, что заметно изменит гидравлическое сопротивление канала, то, действительно, температура начнёт расти лавинообразно и прогар стенки неизбежен.

Кипения при том давлении, что в рубашке, всё равно не будет, растворимость кислорода в перекиси при 50 атм тоже вполне заметная, воды - неограниченная.

Что же касается охлаждения водой, то я об этом тоже думал. Основное препятствие - нужен насос с производительностью 3-4 кг/с и перепадом атмосфер 10. Это что-то в районе пяти киловатт мощности.

Если в баке перекиси сделать теплообменник, то это можно использовать даже на ракете, а не только на стенде. Вот только чем приводить насос?
 

Bell

аксакал
★★☆
Так вот шагом марш на его сайт filas.narod.ru и, пока все материалы не изучишь, в топик не возвращайся! :)
 


У-у-у, какой злой :)
Так и быть, пойду, почитаю

Но идея остается такая - если перекись нагреется выше 150о, то она начнет быстро разлагаться и температура резко возрастет просто потому, что перекись разлагается с выделением большого количества теплоты.
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  

Bell

аксакал
★★☆
Почитал

1) 63о - на глаз уж очень мало. Впрочем, ничего не мещает заливать в бак холодную перекись, скажем 5о

2) В расчете охлаждения керосином не учтен фазовый переход - при 280о он закипит.

3) Надо бы испытать. Например, взять кусок такой же трубки и прогнать перекись, нагревая трубку, скажем паяльной лампой. И измерить Т на выходе.

4) Неплохо бы поэкспериментировать с полимерными добавками и силикатным клеем. Хуже не будет - точно. ПВС и ПЭГ можно найти, при желании.

5) В крайнем случае можно через каждую третью трубку пустить противотоком (от КС к соплу) ту же воду. Тогда все будет железно :) И воды хватит литров 20-30. Насос можно будет ставить попроще. Привод - от аккумулятора, все равно он там нужен (подозреваю). Или вытеснением гнать. Я уж про газогенератор молчу :)


Кстати, о пернатых. А почему керосин и метан/пропан можно, а бензин - нельзя? Пара процентов УИ на дороге не валяются.

PS. Filas'у большое спасибо :)
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  
RU Андрей Суворов #31.07.2004 00:13  @Bell#30.07.2004 23:44
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Bell>Почитал
Bell>1) 63о - на глаз уж очень мало. Впрочем, ничего не мещает заливать в бак холодную перекись, скажем 5о

1. Перекиси много - шесть седьмых по массе, больше, чем любого другого окислителя.
2. У перекиси большая теплоёмкость - больше, чем у азотки, керосина или спирта. Только у воды ещё больше.
3. Там всё же не "на глаз", а расчёты есть.

Bell>2) В расчете охлаждения керосином не учтен фазовый переход - при 280о он закипит.

При давлении 45 атмосфер - нет. А у нас в рубашке планируется даже больше. Там главная проблема в полимеризации и, в экстремальном случае, коксовании.

Bell>3) Надо бы испытать. Например, взять кусок такой же трубки и прогнать перекись, нагревая трубку, скажем паяльной лампой. И измерить Т на выходе.

Как только освоим никелирование - завтра начинаются эксперименты с ним - обязательно попробуем.

Bell>4) Неплохо бы поэкспериментировать с полимерными добавками и силикатным клеем. Хуже не будет - точно. ПВС и ПЭГ можно найти, при желании.

Силикатный клей? В керосине не растворяется.

Bell>5) В крайнем случае можно через каждую третью трубку пустить противотоком (от КС к соплу) ту же воду. Тогда все будет железно :) И воды хватит литров 20-30. Насос можно будет ставить попроще. Привод - от аккумулятора, все равно он там нужен (подозреваю). Или вытеснением гнать. Я уж про газогенератор молчу :)
Bell>Кстати, о пернатых. А почему керосин и метан/пропан можно, а бензин - нельзя? Пара процентов УИ на дороге не валяются.

Пропан - это фантазии авмича. У него бзик на тему однородности состава и повторяемости свойств. Метан - нельзя. С криогеникой мы связываться точно не будем, а то бы вместо перекиси жидкий кислород взяли. А у метана есть еще капризности, помимо агрегатного состояния.

Что пропан, что бензин грешат одним - малой плотностью и большим давлением насыщенных паров. С керосином всё намного проще.

Bell>PS. Filas'у большое спасибо :)[»]

Да, чтобы мы без него делали! Расчётная часть движка началась усилиями двух "бывших" профессионалов - Сергея Факаса (Fakas) и Александра Филатова (FILAS). На мне как-то стихийно оказалас технологическая часть и конструктивно-компоновочная. avmich выступал и как проектант, и как менеджер проекта, и как спонсор... Главное, он всё сдвинул с мёртвой точки... Еще три человека в этом участвуют, но более опосредованно...
 

Bell

аксакал
★★☆
Силикатный клей - концентрированный раствор силиката натрия, стабилизирует перекись, но полимеры лучше, имхо.
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  
+
-
edit
 

avmich

координатор

Насчёт заливки в бак охлаждённой перекиси - соблазнительная идея, конечно. Но... как её осуществлять?

Надо признать, что мы пока что вопросы, хаактерные для запусков - ракеты или даже движка на полноресурсное испытание - особенно не прорабатывали. 100 с работы, при том, что в секунду потребляется 3,6 кг перекиси (это 2,5 л) и 0,6 кг керосина (это 0,8 л, все цифры примерные) - получается, нужна целая 250-литровая бочка для перекиси и ещё 80 л керосина. И эту 250-литровую бочку термостатировать, или просто охлаждать?.. У нас даже с доставкой на место прожигов проблемы ожидаются :) перекись-то - не 3% для аптечки и даже не 15% для отбеливания волос...
 
+
-
edit
 

avmich

координатор

"Chamber cooling is achieved by passing one of the propellants around the outside of the bounding wall, maintaining a sufficient rate of heat transfer to keep the wall temperature low enough to provide the necessary strength and to prevent burnout. Regarding the choice of propellant to use for this purpose, it had been found with a modified version of the Walter 109-509 engine that HTP could be used safely, and this has been successfully employed since. Not only is HTP an inherently better cooling medium than fuel with respect to physical properties, there is much more of it - the HTP/kerosine mixture ratio used for combustion is normally about 7.5:1."

JBIS, July 1990, p. 303 (23-я физическая страница выпуска)

Андрей, про движок Вальтер, кажется, что-то говорится в Синярёве-Добровольском?

Мне всё время интересно, почему у Факаса получилось, что оптимум меньше 6, в то время как англичане использовали более "кислое" соотношение... Где-то даже видел соотношение больше 8.
 
Это сообщение редактировалось 31.07.2004 в 10:15

Bell

аксакал
★★☆
"движок Вальтера?" Это вроде турбина, работала на парогазовой смеси, получавшейся при разложении перекиси. Прообраз ТНА с газогенератором. Немцы во время войны пробовали ставить такой двигатель на подлодки - получали подводную скорость до 28 уз, только недолго.


А! Нашел ссылку, вчера смотрел:
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  
+
-
edit
 

avmich

координатор

Вальтер, вероятно, тот самый, но движок - имелся в виду полноценный ЖРД, на перекиси и керосине. Да, и ещё - на торпедах применение перекиси приводит к появлению видимых пузырьков кислорода на поверхности - что демаскирует торпеду; одним из решений проблемы был отказ от однокомпонентной перекиси.
 

Bell

аксакал
★★☆
Не, наверно и Вальтер тот, и движок тот.

Искал сейчас предложения по концентрированной перекиси. Только 30-34% и без цены. Как вы там собирались ее концентрировать?
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  
+
-
edit
 

avmich

координатор

Ну, например...





На последний вопрос по этим ссылкам должен быть ответ :) читать внимательно...
 
RU Андрей Суворов #31.07.2004 19:34
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Движок Вальтера там описан, но он не на керосине, а на смеси метилового спирта с гидразин-гидратом. Из-за низкоэнергетического горючего и заметного водяного балласта земной УИ всего 185 секунд. Охлжадается он горючим.

Причём в области критики винтовая нарезка.
 
RU Андрей Суворов #31.07.2004 19:38
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

При коэффициенте избытка окислителя 0.9 на 100% перекиси отношение масс 6,5. При использовании 85% перекси, как у британцев, получается 7,65 при том же коэффициенте избытка окислителя.
 

Bell

аксакал
★★☆
Судя по ссылкам, больше 85% вам получить не удасться.

Мне там понравилось такое место "при концентрировании с 30 до 85-90% выходит 2 литра в неделю". Этак 2 года будете цедить на 1 пуск :)

Ладно, разберемся.
Иногда мне кажется, что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун "Криптокащенизм и клоунада шовинистического толка". (с) au Если круг оказался вдруг и не круг, не квадрат, а так...  
+
-
edit
 

Serge77

модератор

А.С.>При повторных запусках шов, как катализатор, может отравляться и переставать гарантировать самовоспламенение. Но для этого на стенде достаточно набрызгать раствор перманганата натрия на стенки через критику.

Нельзя брызгать перманганаты на медь, она быстро прокорродирует. Стенка станет тоньше, а плёнка окиси меди ухудшит теплообмен. Внутренняя поверхность камеры должна блестеть, как самовар (мне так кажется).
1 7 8 9 10 11 12 13

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru