РДТТ конструкции технологии материалы - VIII

Селитру приобретаем в магазине химреактивов или в магазине удобрений.

Как проявляется мытие на дальнейшей эксплуатации ?

 

А что удивительного в абсорбции пористым материалом, которым отчасти является, а после первого же выстрела из мотора, дополнительно становится графит, воды, в присутствии щёлочи? По крайней мере мытое графитовое сопло вторым выстрелом в ТРД эррозируется до непригодности. И это я говорю о пиролитическом графите. В то время как правильно спроектированное стальное сопло хотя и весит в 2-3 больше такого же графитового, но служит неизмеримо дольше и проще в эксплуатации... По мне так этот козырь перетягивает все остальные. Другое дело, например в гибриде, где применение графита, всё-таки обусловлено условиями. Ну и изготовление деталей из графита на станках... Спросите любого токаря...

Первые результаты испытаний карамельных модельных ракетных двигателей.

a_centaurus> А что удивительного в абсорбции пористым материалом, которым отчасти является, а после первого же выстрела из мотора, дополнительно становится графит, воды, в присутствии щёлочи? По крайней мере мытое графитовое сопло вторым выстрелом в ТРД эррозируется до непригодности. И это я говорю о пиролитическом графите.

Уууу...Все смешано в кучу !
Попробую разобрать по порядку, ок ?
1. Пиролитический графит - в действительности почти безпористый материал. Открытая пористость на уровне от десятых долей %. Его плотность на уровне 2,1 г/см3. Теоретическая 2.24-2,26 г/см3. Графиты на пироуглеродной связке (более доступны) имеют плотность на уровне 1.8 -1,9 г/см3. и открытую пористость на уровне 2-3 %. Если говорить о качественном материале. На барахле может быть и 20-25 %.
2. По мере выгорания эта величина не меняется. Другое дело, что появляется неправильная поверхность, которая резко увеличиваает площадь.
3. Щелочь при высоких температурах действительно может способствовать "разьеданию" графита. Но после мытья (с мылом или моющим средством) не мешало бы тщательно промыть графит в воде или в кислой среде.
4. Есть другой эффект. Остатки воды в порах при резком нагреве испаряются и "взрывают" поверхность графита.
5. Я надеюсь ты не пользуешься моющими средствами на основе хромпика и т.д. - тут может быть ОЧЕНЬ интересный эффект. ;-(

a_centaurus>Ну и изготовление деталей из графита на станках... Спросите любого токаря...

А в чем проблемма ? Как я понимаю, проблемма только в вентиляции ! Но для сопла и она не сильно нужна ! В остальном - все зависит от квалификации токаря! Если надо - спрашивайте, попробую помочь (чем могу).

Jonhson> 4. Есть другой эффект. Остатки воды в порах при резком нагреве испаряются и "взрывают" поверхность графита.

Вот именно из-за этого и нельзя мыть графитовое сопло. А если мыть, то очень тщательно сушить.

a_centaurus>>Ну и изготовление деталей из графита на станках... Спросите любого токаря...
Jonhson> А в чем проблема ?

Проблема в токопроводящей пыли, от которой станки горят. Ну и грязи куча.

Serge77> Первые результаты испытаний карамельных модельных ракетных двигателей.
Serge77> Serge77 - Моя ракетная мастерская - Карамельные модельные ракетные двигатели

Молодец! Весьма впечатляющий труд, особенно для термостойкости изоляции спасибо. Не понял как центрируется щтифт в уже залитой форме в нижнем концу-на ощуп? Я , когда заливаю, щтифтьi ,оставляю их в формах, что ,конечно , неудобно.

metero> Не понял как центрируется щтифт в уже залитой форме в нижнем концу-на ощуп?

Да, наощупь. Вроде никаких проблем, легко нахожу отверстие в шайбе.

metero> Я , когда заливаю, щтифтьi ,оставляю их в формах, что ,конечно , неудобно.

Не, это ты себя зря мучаешь ;^))

QUOTE]Уууу...Все смешано в кучу ![/QUOTE]

Ну разжёвывать в общем-то здесь не принято. Если что-то непонятно, то спрашивают конкретику. Собственно ты уже показал, что всё знаешь о технологии производства сопел из графита и даже сообщил народу его физические и отчасти химические данные. И даже предложил свои услуги... Можно поинтересоваться: в чём?

Ну а по делу могу дополнить, что внутренняя поверхность дивергентной и конвергентной части графитовых сопел может хорошо шлифоваться шлифовальной "0000", а затем полироваться обычной бумагой. Такая операция упрочняет поверхность изделия. На фото представлены различные конструкции сопел и вставок из графита, как отработавших так и ещё свежих. В центре хорошо видно сопло для микрогибрида с полированной конвергентной частью.

a_centaurus> Ну разжёвывать в общем-то здесь не принято. Если что-то непонятно, то спрашивают конкретику.
Гм... Мне казалось, что речь шла об обсуждении отдлельных моментов. В частности, мне показалось, что мыть шелочью графитовую вставку не есть хорошо. И я постарался показать почему именно.

a_centaurus> Собственно ты уже показал, что всё знаешь о технологии производства сопел из графита и даже сообщил народу его физические и отчасти химические данные. И даже предложил свои услуги... Можно поинтересоваться: в чём?

Не совсем так. Я работаю с графитами и композитами. Считаю, что данный материал достаточно редкий и многие могут не знать его свойства или в принципе его не использовать по причине кажущейся недоступности и/или дороговизны.
По поводу "чем помочь". Если есть вопросы по обработке - могу попробовать помочь хотя бы советом. Могу попробовать помочь с выбором марки графита, могу поробовать помочь с изготовлением отдельных элементов (последнее реально для Украины).
А вообще, мне интересно было бы сделать модель с использованием наших материалов и посмореть на некоторые моменты. К сожалению, моих усилий для этого пока не хватает Вот и надеюсь кого-нибудь заинтересовать....

Кстати, вопрос по фотографии: из какого графита сделаны сопла ? На правом есть серебристый налет - это что ?

Serge77> Вот именно из-за этого и нельзя мыть графитовое сопло. А если мыть, то очень тщательно сушить.

Я для ответственных вещей не сушу, а прокаливаю. Устанавливаю изделие на бытовую электроплитку и включаю на максимум. Выдерживаю примерно часа 4. Самый холодный край изделия должен шипеть, если на него капнуть водой. Этого хватает для изделий, которые по габаритам вписываются в размеры плитки. Просто сушить (в том числе и на батарее, радиаторе и т.д.) - может оказаться недостаточно.

a_centaurus, ты много моторов тестируешь, может проверишь
мою идейку (хотя конечно может кто-то уже это делал).
Я примерно пол-год назад предлагал в качестве теплоизоляции
использовать велосипедную или мотоциклетную камеру вывернутую
на изнанку и одетую на шашки как чулок.

Со стороны крышки мотора выступающий за шашки конец камеры
можно просто сложить к центру, а можно и как батон колбасы
зажать на конце металическим колечком.

Перед установкой сопла нужно кромки камеры тоже собрать к
центру и после установки сопла эти складки лягут на конус
входа в сопло прикрывая место стыка сопла с корпусом РД.
Можно добавить туда герметика или консистентной смазки.

Выворачивание на изнанку обращает камеру к стенкам РД той
стороной на которой антислеживатель.

Т.е. бэйтс грэйны могут быть дома запакованы в такие
колбасы, и "в поле" чистка и перезарядка мотора станут
еще быстрей.

Резина более стойкая к газам чем бумага или картон, это
подтверждает применение листовой резины Викманом для
теплоизоляции его ПВХ моторов, один из которых работал
14 сек.

=======

А может кто еще попробует такую изоляцию.

В частности, мне показалось, что мыть шелочью графитовую вставку не есть хорошо.

 

Ты не понял, потому что здесь говорят о ракетных моторах на определённых видах топлива, в частности на сахарах и эпокси, окисляемых азотистым соединением щелочного металла, например КNО3. После горения на стенках мотора остаются кристаллы KOH, которые в присутствии воды (это когда ты будешь мыть свой многоразовый мотор)образуют щелочной раствор, атакующий конструкционные материалы.
Поэтому мытьё в щёлочи это не от незнания, а так сказать, по "условиям экспуатации"... Кроме того, сопловой блок, прошедший "термообработку" при температуре ок. 1000 К в присутствии потока абразивных частиц и агрессивных газов, мягко говоря уже не "тот", красивый и блестящий антрацитовым блеском, а поблекший и в лучшем случае покрытый налётом из остатков топлива, а в худшем ,эррозированный и потрескавшийся из-за термических напряжений, если дизайн сопла был выполнен без учёта этого важного фактора.
Сопла и вставки на фото сделаны из высококачественного графита высокой плотности, используемого в атомной энергетике и в ракетостроении. К сожалению коммерческой марки его я не знаю. Он хорошо обрабатывается и держит как температуру, так и механические напряжения. Одно из сопел на фото было в составе гибридного мотора в более чем в 30 испытаниях. Напомню, что температура в критической части сопла гибрида достигает 2700К. И такую высокую надёжность изделие показало в большей степени потому, что я его не мыл в воде, а только снимал нагар механически и промывал изопропиловым спиртом. Ну и, наверное, потому что в экзоусте окисленных закисью азота полимеров нет агрессивных компонентов и абразивов. Кстати на стендовом моторе я сопло мыл и оно довольно быстро эррозировало. С этим и нашёл идею, что графитовое сопло нельзя мыть ПОСЛЕ ИСПЫТАНИЯ В МОТОРЕ.
Налёт на соплах, это остатки топлив. На крайнем, это композитное перхлоратное топливо.

мне интересно было бы сделать модель с использованием наших материалов и посмореть на некоторые моменты.

 

Модель чего?

ты много моторов тестируешь, может проверишь

 

Спасибо за доверие, конечно... Идея с резиной, в общем-то, правильная. Но решение на уровне ... 20 века. Извини, но мы уже в 21 живём! В композитные моторы после установки шашки закачивается силиконовый самоотверждающийся герметик (аналог твоей велосипедной камеры), заполняющий все полости, препятствующий прожогам и скачкам давления. Он также существует в виде спрея, так что можно покрывать шашку таким теплоизолирующим и бронирующим коконом. Помещаю фото такого герметика с резиноподобной силиконой. Беда с камерной резиной в том, что она имеет сажу то есть карбон и то же самое сопло будет забито остатками этой сажи так, что замучишься отмывать... А к стенкам она припечётся. А силикона великолепно держит температуру и почти не обугливается у стенок. Кстати картон, пропитанный таким герметиком идеален для дюралевых моторов. Но просьбу твою выполню, почему нет.

Full-scale> Еще хорошая теплоизоляция - самоклеющеяся декоративная пленка

Я думал над такими вариантами, но попробуй её ровно вклеить внутрь гильзы. Макнуть в клей гораздо проще.

Full-scale> А действие ПВА как теплозащиты это для меня большой сюрприз.

А я уже много раз писал, что ПВА гораздо лучше силикатного клея. Я это давно проверил на бронировке шашек для SFM-1 и 2. Тогда я делал большую серию бронировок на разных клеях. Везде, где был чистый силикатный или клей с добавкой силикатного, были самые плохие результаты. Бумага на силикатном клее в двигателе моментально превращается в труху. Именно не прогорает, а рассыпается. А бронировка на ПВА постепенно, послойно обугливается.

Эпоксидку я не проверял, наверное она будет ещё лучше. Или полиэфир.

Не верите мне - почитайте Накку, он это давно проверил.

a_centaurus> Поэтому мытьё в щёлочи это не от незнания, а так сказать, по "условиям экспуатации"... Кроме того, сопловой блок, прошедший "термообработку" при температуре ок. 1000 К в присутствии потока
...поскипано....
С этим и нашёл идею, что графитовое сопло нельзя мыть ПОСЛЕ ИСПЫТАНИЯ В МОТОРЕ.

Ок. Я же не спорю... Просто попытался внести ясность ! Да и свои 5 копеек вставить - всегда приятно ! Надеюсь, я никого не обижаю своими постингами?


a_centaurus>

мне интересно было бы сделать модель с использованием наших материалов и посмореть на некоторые моменты.

 

a_centaurus> Модель чего?
Эээээ.... Паровоза! Шучу!
Модель ракеты...
Суть идеи вот в чем: заменить большую часть металлических деталей на углепластик, графит, композит... Что кассается меня лично, мне интересно проверить: теплоизоляционные свойства, жаростойкость, износостойкость наших материалов. Вообще-то, они применяются широко в натурных изделиях, но там есть четко установленные требования, заложенные лет эдак 20-30 назад. Мне кажется, что не всегда эффективно использовать то, что надо по ТУ. Но чтобы проверить - надо пробовать.. И интереснее всего сделать это именно на моделях ракет (по крайней мере - красиво ).
Кроме того, есть пара идей, которые в принципе мне кажутся новыми. Например - теплоизоляция на основе графитовых материалов, создание легкого (сверхлегкого) корпуса и т.д.
Я поробую сделать это все сам, но времени катастрофически не хватает... B)
Кроме того, наверняка некоторые моменты народ уже пробовал.... И не хочется мне наступать на грабли ! ;-(

Serge77> Эпоксидку я не проверял, наверное она будет ещё лучше. Или полиэфир.
Вот, может тебе пригодится... От ПВА отсается примерно 6 % мас коксового остатка при 900-1000 С. От фенольной смолы - до ~ 48 %. Думаю, что именно в коксовом остатке и есть суть явления. Силикатный клей, вроде, при этих температурах уже разрушается..... У эпоксидки есть какие-то противопоказания при высоких температурах , но точно не знаю (по-моему - она сильно газит)....
А клейстер не пробовал (мучной и крахмальный) ? И клейстер с добавками порошка мела ? Если пробовал - как результат, если не секрет (лучше/хуже, чем ПВА) ?

Jonhson> Вот, может тебе пригодится...

Конечно пригодится. Если есть ещё какие-то данные о термостойкости или термодеструкции разных материалов, пиши. О методах повышения термостойкости.

Jonhson> От ПВА отсается примерно 6 % мас коксового остатка при 900-1000 С. От фенольной смолы - до ~ 48 %. Думаю, что именно в коксовом остатке и есть суть явления.

Да, прочный коксовый остаток - это лучше всего. Конечно, фенольная смола будет лучше ПВА и многого другого, не зря же её используют. Но она токсична (бакелитовый лак), поэтому её не использовал.

Jonhson> А клейстер не пробовал (мучной и крахмальный)?

Пробовал ;^)) Чуть лучше силикатного, но заметно хуже ПВА. Клейстер с добавкой силикатного - плохо, как силикатный.

С мелом не пробовал.

Сорри за небольшой оффтопик. Народ в нашем локальном чате увлекся обсуждением ВВ. Я как почитал - за голову схватился ! :angry: Тут где-то пробегали правила безопасности, вроде ? Может кто-то кинет ссылочку на них ? И допустима ли их перепечатка в других местах ?

Ссылка на ТБ есть здесь:
ДЛЯ ТЕХ, КТО ВПЕРВЫЕ НА ФОРУМЕ - Правила, FAQ, полезные ссылки, советы начинающим.

Но к ВВ они не относятся.

Перепечатка допустима, лучше с указанием источника.

Спасибо!

Jonhson>> Вот, может тебе пригодится...
Serge77> Конечно пригодится. Если есть ещё какие-то данные о термостойкости или термодеструкции разных материалов, пиши. О методах повышения термостойкости.

У нас стояла несколько другая задача, но, похоже, направления сходные.
Я бы порекомендовал заменить бумагу на кальку. она лучше сохраняет слоистость, кроме того, по толщине будет больше слоев, а, следовательно, и лучше теплоизоляция. У нас хорошо себя зарекомендовала калька, намотанная с литолом (солидолом). Правда конструкция несколько проигрывает в жесткости, по сравнению с клеевой... Но для нас это было не принципиально.

Дополнение к результатам испытаний теплоизоляции гильз.

Формально, из полученных данных можно сделать вывод, что ПВА - это лучше, чем эпоксидка или кремнийорганический лак. Однако такое прямое сравнение не учитывает толщину полученного покрытия. На самом деле кремнийорганический лак имеет очень низкую вязкость и практически не впитывается в гильзу, поэтому толщина покрытия получается очень маленькая. Раствор эпоксидки немного гуще и немного впитывался в гильзу, покрытие толще, но совсем ненамного. Клей ПВА густой, он дал хорошо заметную плёнку на гильзе.

Сейчас разрезал гильзу, покрытую ПВА. Плёнка довольно легко снимается с наружной поверхности гильзы, на внутренней держится лучше, но тоже можно снять. Толщина плёнки одинаковая на всех поверхностях, составляет 0.06-0.07 мм. На донышке гильзы - довольно толстый слой застывшего клея.

Таким образом, результаты нужно трактовать так: при однократном нанесении ПВА даёт лучшее покрытие.

Если сделать покрытие эпоксидкой или кремнийорганическим лаком такой же толщины, как получилось на ПВА, то они могут выиграть.

Ещё одно замечание. Все эти выводы наверное годятся только для бумажной гильзы, которая сохраняет свои механические свойства вплоть до обугливания бумаги. Для пластиковой гильзы результаты могут быть другие.

Есть еще один материал. Терморасширенный графит ТРГ (в английском - Thermal expanded graphite TEG) . Представляет из себя специальным образом обработанный порошок графита. Хорошо прессуется, самосвязывается.
Если искать аналогию - очень похож на снег. Также можно вылепить что угодно. Его, например, прокатывают и делают "углеродную фольгу". Можно легко отформовать в различных формах. Механическая прочность, правда, при этом не очень, но как теплоизоляция - прекрасный материал. Прекрасно подходит для создания всевозможных уплотнительных элементов. С ним сейчас работают практически во всех серьезных ВУЗах в России и Украине. Так что думаю, проблем с приобретением не возникнет. Прекрасная термостойкость и химическая стойкость (графит).