Твёрдые ракетные топлива карамельного типа IX

> 1. Парафин служит тепловым буфером , который не позволяет карамели с нитратом аммония гореть от перегрева. Точка кипения парафина немного ниже , чем точка начала горения .
Только ли ТЕПЛОВЫМ буфером? Может, он к тому же изолирует смесь расплавов от воздуха - его кислорода, азота и кучи других газов?
А что, если вместо парафина использовать термостатированный вакуумируемый тигель? Температуру держит термостат, а воздух вместе с пузырьками, которые дают пену, убирает вакуумный насос.

Всем привет!

Интересные тут дискуссии развернулись ;^))
Боюсь, что мои комментарии немного охладят излишний энтузиазм, но что делать.

Во-первых, просьба к RSR13 не делать заявлений, которые практически ничем не подтверждаются. Например, вот эти:

"3. греть парафин до расплавления нитрата аммония , после расплавления смешать две жидкости."

Они не смешиваются. Ты не заметил, что эти две жидкости образуют два слоя.

"7. расплавить парафин в новой ёмкости и засыпать в парафин нитрат кальция
8. нагреть до плавления , размешать жидкости"

Безводный нитрат кальция плавится при 561С. Гидраты плавятся при 50-150С, в зависимости от содержания воды. Раз у тебя получился расплав, значит нитрат кальция был водный.

"9. Взять сахар обыкновенный в количестве 25-35 % от массы топлива насыпать в парафин с нитратом кальция
10. аккуратно размешать все жидкости после их плавления."

Они не все плавятся. Сахар растворяется в расплаве гидрата нитрата кальция, я об этом давно писал.

"1. Парафин служит тепловым буфером , который не позволяет карамели с нитратом аммония гореть от перегрева. Точка кипения парафина немного ниже , чем точка начала горения."

Совершенно безответственное заявление. Где точные цифры? Какова температура кипения парафина и воспламенения смеси? Ты ведь не только ничего не проверял, у тебя даже термометра нет.

"Только , когда сахар добавили парафин уже не сольёшь , т.к. он смешивается."

Если под "смешивается" ты имеешь в виду "растворяется", то парафин не растворяется ни в одном из компонентов твоей смеси. Точно так же ни один компонент не растворяется в парафине. Происходит механическое смешивание из-за вспенивания и образования эмульсии.

"химию слишком хорошо знаю"

Извини, но это слишком громкое заявление.

"Пузырьки - это пар от кипящего парафина"

Нет, скорее всего это газообразные продукты разложения сахара (в основном водяной пар).

"у меня был опыт создания жидких порохов из нитрата натрия угля и парафина и из нитрата аммония угля и парафина"

Мы уже обсуждали этот опыт. Могу напомнить, что это было нагревание на костре стальной трубы, набитой смесью "жидких порохов". То, что труба в конце концов улетала, совсем не означает, что порох стал жидким.

Наверное, хватит, хотя можно и продолжать.

А вообще это очень интересно, если нитрат кальция действительно так ускоряет горение составов на нитрате аммония. Только нужно исследование проводить тщательнее, чтобы полученные результаты были надёжными.

Я добавлял карбонат кальция (5%) в сплавы НА с некоторыми горючими, при этом образовывался нитрат кальция, скорее всего с 1-2 молями воды. Горение не ускорялось, обычная скорость горения 0.15-0.17 мм/с. При горении было хорошо видно образование на горящей поверхности твёрдой корочки окиси кальция.

Что же, критика здравая и своевременная. Я, честно говоря, чего-то подобного и ожидал. Имела место известная сумбурность изложения, это надо признать. Однако суету автора, я думаю, можно понять - учитывая весьма обнадеживающие, как мне кажется, предварительные результаты.
Предлагаю отбросить частности и сосредоточится на главном (на данный момент) - повторить эксперименты RSR13 и прожечь в тестовом движке эту бадягу - ту, что потверже...
Я тоже так разволновался, что поставил на рекристаллизацию весь оставшийся от прежних экспериментов НА.

> А вообще это очень интересно ...
Во-во! Паленым вроде запахло!

***
Нашел в завалах на работе и отревизировал вакуумный насос Комовского, прогнал на образцовом вакууметре, остаточное давление - до трех-пяти мм. рт. ст. Приспособил утюг в качестве плитки, сделал термопару, переделал тигель - красный высокотемпературный герметик не пошел - при нагревании тигля до 110 С и откачивании воздуха, на внутренней поверхности крышки (толстое оргстекло) конденсируются пары какого-то маслообразного в-ва, судя по всему из уплотнения тигля, т.к. запах этого "масла" очень похож на запах полимеризовавшегося красного герметика. Заменил красный герметик обычным прозрачным силиконом. Завтра - первая плавка сорбитовой карамели с титановой стружкой под вакуумом.

Согласен , что критика Сергея здравая .

То , что парафин не смешивается с расплавом - согласен , именно поэтому его потом можно слить , об этом я говорил.

Возможно , что в жжёный нитрат кальция проникла вода ( хотя он хранился в полиэтиленовом пакете , но долго )
Значит можно это уточнить. Кристаллогидрат не на много ухудшит конечные свойства топлива.
Справка:
Са(NО3)2, бесцв. кристаллы с кубич. решеткой (а = 0,762 нм, z = 4,
пространств. группа Ра3); т. пл. 561 °С; плотн. 2,36 г/см3; С0p 149,4 Дж/(моль.К); DH0пл 23,85 кДж/моль, DH0обр -938,8
кДж/моль; S0298 193,3 Дж/(моль.К). При 500°С начинает разлагаться с выделением О2 и образованием сначала
Ca(NO2)2, а затем СаО и NO2. Р-римость в воде (г в 100 г): 128,8 (20 °С), 359 (51,6°С). Т. кип. насыщенного р-ра [78,4%
Са(МО3)2] 151 °С; т. пл. эвтектики [78,6 г Са(NО3)2 в 100 г воды] - 28,7°С. Безводный К.н. кристаллизуется из р-ра
выше 51,6°С, в интервале от -28,7 до 42,7 °С кристаллизуется тетрагидрат - бесцв. кристаллы; т. пл. 42,7 °С
ВОПРОС : При какой температуре полностью удаляется кристаллизационная вода ?


То, что пена появляется в результате окисления сахара нитратом аммония , я указал в последних сообщениях , к счастью её появляется немного если смесь вовремя охладить.

Сахар гарантированно плавится , а не только растворяется в кристаллизационной воде , на это указывает видимое изменение цвета характерное для плавленного сахара.

Без участия нитрата кальция процесс смешения сахара и нитрата аммония ( с приобретением сахаром характерного плавленного цвета) под слоем парафина происходил аналогично тому как и с нитратом кальция.

Температура кипения парафина - величина , которую легко проверить , просто померив её термометром , предлагаю это сделать желающим.

Температура плавления нитрата аммония 169,6 градусов. Теоритечески температура плавления смеси солей аммония и кальция должна быть ниже температуры плавления безводного нитрата кальция. Значит для понижения температуры плавления - достаточно растворить кристаллы нитрата кальция в расплаве нитрата аммония.
Потом можно добавить парафин ( как тепловой буфер) и сахар , не забывая про охлаждение. (это пока только теоретические рассуждения)


Введение нитрата кальция ( просто порошком) в (соединённые плавлением сахар и нитрат аммония с эмульсией парафина) действительно изменяет скорость и характер горения при Н.У. Горение стабилизируется и ускоряется.


ВНИМАНИЕ : Технику безопасности надо соблюдать ! А именно , опыты проводить маленькими партиями веществ , на открытом воздухе или под тягой , рядом всегда иметь много воды для экстренного охлаждения.

Примечание по жидким составам , которые испытывались 20 лет назад.
Сергей пишет о стальных трубах , но забыл указать , что они снабжались сплющенным соплом особой конструкции , исключавшим возможность разрыва труб , а парафин в составах ( в основном с нитратом натрия) гарантированно исключал детонацию.
Так лучше не делать , если у вас нет в распоряжении специального броневого стенда , защищающего от случайностей.

Насчет горения сахара с НА в корочке пепла чего бы нибыло.
Предлагаю рассматривать это как ошибку природы и горением не считать.
по условиям в двигателе никаких пеплов не будет.
В качестве примера приведу следующий свой опыт. Делал несколько шашек с акрилатами в качестве связки. С Ал и без. На воздухе все горело красиво. А в камере нет. Для разгона использовалась таблетка из обычной карамели. Так за время горения таблетки шашка "оплавлялась" и уменьшалась на 1/3. Без признаков воспламенения.

RSR13> Кристаллогидрат не на много ухудшит конечные свойства топлива.

Откуда ты знаешь? Опять необоснованное утверждение.

RSR13> ВОПРОС : При какой температуре полностью удаляется кристаллизационная вода ?

Примерно при 180С. Я сушил и замерял, писал об этом.

RSR13> То, что пена появляется в результате окисления сахара нитратом аммония , я указал в последних сообщениях

Почему ты решил, что именно от ОКИСЛЕНИЯ ? В умных книгах пишут, что сахар просто разлагается с выделением воды при нагревании с любыми солями аммония. И об этом я уже много раз писал.

RSR13> Сахар гарантированно плавится , а не только растворяется в кристаллизационной воде , на это указывает видимое изменение цвета характерное для плавленного сахара.

Вывод неверный. Изменение цвета совсем необязательно связано с плавлением.

RSR13> Температура кипения парафина - величина , которую легко проверить , просто померив её термометром , предлагаю это сделать желающим.

Спасибо за предложение. Однако от тебя требовалось сначала определить температуру кипения парафина и ВОСПЛАМЕНЕНИЯ топливной смеси, а уже потом писать, что из них ниже.

RSR13> Температура плавления нитрата аммония 169,6 градусов. Теоритечески температура плавления смеси солей аммония и кальция должна быть ниже температуры плавления безводного нитрата кальция. Значит для понижения температуры плавления - достаточно растворить кристаллы нитрата кальция в расплаве нитрата аммония.

Верно.

RSR13> Примечание по жидким составам , которые испытывались 20 лет назад.
RSR13> Сергей пишет о стальных трубах , но забыл указать , что они снабжались сплющенным соплом особой конструкции , исключавшим возможность разрыва труб

Мы и это уже обсуждали. Никакой гарантии не существует. Не вводи людей в заблуждение.
Я так понял, что ты уже не возражаешь, что "жидкие пороха" не были жидкими ?

RSR13> а парафин в составах ( в основном с нитратом натрия) гарантированно исключал детонацию.

На чём основана твоя гарантия? Опять необоснованное утверждение.

RSR13, ещё раз повторю, что результаты интересные. Но ещё раз прошу не делать заявлений, которые практически ничем не подтверждаются. А то так недалеко и до "мощной карамели" ;^))

Надо в тестовом движке попытаться прожечь получившуюся субстанцию. Все сразу станет на свои места - да или нет. А потом под это дело теоретическую базу подводить - как очень часто и делается.

***
Вакуумировал сегодня карамель. Насос Комовского с ручным приводом, через прозрачную крышку наблюдался весь процесс.
Расплавил карамель, всыпал титановую стружку, хорошо все перемешал. Откачал воздух - вскипнуло малость, поднялось пеной, потом опало. Вакуум потихоньку стравливался из-за несовершенства конструкции насоса - за пару минут набралось около 40 мм. рт. ст. Кипение прекратилось, качнул еще до 3 мм. рт. ст. - опять вскипело, но уже не поднималось шапкой, как в первый раз. Подождал пару минут, давление набралось - опять кипеть перестало. Повторил процедуру еще раз пять - никаких изменений. Стравил вакуум, снял крышку, уложил карамель в картриджи.
Никаких изменений вязкости до и после дегазации не наблюдал.
Понравилось плавить на утюге - хорошо держит температуру, всё сразу под рукой, на столе - тигель, картриджи. Спокойно и приятно. Хорошо бы подогреватель для картриджа, чтобы в процессе укладки топливо не густело бы - при зачерпывании шпателем из тигля в топливо неизбежно захватывается воздух, который из слегка остывшего топлива извлечь уже трудно.
Вакуумный насос, подогреватель картриджа и легкий вибратор - и можно делать здоровые надежные шашки. Так я сейчас ситуацию себе представляю...

Nоn-conformist> Вакуумировал сегодня карамель.

Ты вакуумировал прямо на утюге, или сняв с нагрева?

Прямо на утюге. А что - надо было снимать?

Конечно, на утюге лучше.

До меня только что дошло, что ты не засовывал утюг под вакуумный колпак ;^))))))))))))))))))

М-да... Примари розуму...

Значит выше 180 градусов вода из нитрата кальция должна удаляться независимо от того находится нитрат под слоем парафина или нет .

Точно так же вода должна удаляться (путём кипения под слоем парафина) и из сахара. Остаётся доказать , что температура кипения парафина существенно выше 180 градусов и , что парафин в реакцию с паром не вступает.

Теперь о цели :
Вышеописанный мною состав , НЕ СЛУЖИТ для применения в стандартных двигателях , обычной конструкции , хотя бы потому , что в обычных двигателях нельзя обеспечить постоянное давление на всём протяжении горения. Поэтому заявления типа состав будет гореть или состав не будет гореть в обычном движке мне интересны только для справки.
Состав , мне нужен для работы в двигателе с торцевым горением , со сплющенным соплом , и при существенном избытке горючего над окислителем , что снижает температуру горения и позволяет дожигать несгоревшие пары за срезом сопла. Либо второй вариант - при существенном избытке окислителя , если я придумаю как устранить горение корпуса.

Кроме того горение состава я думаю обеспечивать принудительно , введением центрального стержня в сгораемой оболочке из хорошо горящего проверенного топлива , например сера-алюминиевого или иного. И если даже сначала , что-то гореть не будет , или будет гореть не так , то эта проблема решается путём дополнительных технических решений и только
ЭТО Я К ТОМУ , что любое конструируемое топливо должно подходить к решаемой задаче , а не быть универсальным вообще !

Экспериментом с парафином и селитрами я узнал КОНКРЕТНЫЕ вещи :
1. Нитрат аммония можно соединить с сахаром путём плавления ( раньше у меня этого не получалось)
2. Топливо получается удобной консистенции , которую можно изменять.
3. Составы включающие нитрат аммония могут гореть в присутствии кальциевой селитры в открытом виде . Механические смеси с АС горят на воздухе хуже.
Пока этих данных мне достаточно.
Если интересно экспериментально прожечь топливо в обычном двигателе , то можно попробовать , но гарантий я не даю , так , что просьба попусту на меня не нападать. Задачи топлив разные.

(Жидкие пороха были не твёрдыми - это экспериментальный факт ( хотябы парафин был жидким , а значит и общие свойства топлива были как у жидкости).
Детонации составов с натриевой селитрой и парафином не наблюдалось в большом числе экспериментальных опытов , скорость их горения зависела только от давления в КС , так , что тут никакого заблуждения народа нет.)

RSR13> Значит выше 180 градусов вода из нитрата кальция должна удаляться независимо от того находится нитрат под слоем парафина или нет .

Верно. Но если вся вода удалится, то нитрат кальция не расплавится под парафином. А у тебя расплавился, значит он точно был водным.

RSR13> Точно так же вода должна удаляться (путём кипения под слоем парафина) и из сахара.

Тоже верно, чего же ей не удаляться.

RSR13> Остаётся доказать , что температура кипения парафина существенно выше 180 градусов и , что парафин в реакцию с паром не вступает.

А это зачем доказывать?
Доказывать нужно вот это твоё утверждение: "Точка кипения парафина немного ниже , чем точка начала горения карамели с нитратом аммония."

Расставляю точки над И .

1. Сегодня провёл дополнительные исследования по замечаниям.
ДЕЙСТВИТЕЛЬНО Сергей прав , безводный нитрат кальция под парафином не плавится !
2. Действительно из сахара при определённых условия выделяется вода.
ОДНАКО !
Можно поступить следующим образом ( рекомендую желающим проверить)
1. Прокаливаем нитрат кальция до безводного состояния. После охлаждения соль дробим и ссыпаем в ёмкость.
2. Плавим нитрат аммония , ждём пока уйдут пузыри и жидкость станет подвижной и однородной.
3. Насыпаем в расплав нитрата аммония (100%) безводную соль нитрата кальция (50%) Размешиваем и ждём полного растворения солей друг в друге.
4. Охлаждаем смесь солей дробим , ссыпаем в ёмкость.
5. Плавим сахар обыкновенный , до жидкого состояния.
6. Кладём равное сахару количество парафина , ждём пока расплавится , греем до начала кипения. Появляются газы из сахара ( похоже на пар воды)
Ждём пока газы выйдут и останется вязкий расплав сахара под жидким парафином.
7. Насыпаем поэтапно помешивая и дожидаясь растворения полученную в п.4 соль. Мешать нужно хорошо , охлаждать при этом не обязательно но и не перегревать. Соль постепенно смешиваясь с вязким сахаром плавится и образует с ним раствор. ГАЗЫ здесь уже не выделяются !
Добавляем соль постепенно до 70 процентного состава относительно сахара и предполагаемой эмульсии парафина , которая останется.
8. Карамель получится в легковязком виде под слоем парафина. При медленном остывании , избыток парафина легко сливается .

Получится ТВЁРДАЯ карамель которая способна к литью или трамбовке в нагретом состоянии. Горит при Н.У. ВЕЛИКОЛЕПНО ( ровно , дотла и постепенно не потухая).

Замечания. Мягкость состава получаемого ранее связана с наличием НЕБОЛЬШОГО количества связанной воды (для меня это удобно , не хотите воды - варите как написано здесь)
Замечание 2.
Пробовал плавить сплав солей п.4. непосредственно в плавленном сахаре. В принципе можно , но у меня всё после изготовления некоторого количества наступил перегрев и загорание. ( Обязательно надо держать рядом тазик с водой ! )
Если кто желает можно попробовать плавить смесь солей в расплаве сорбита без парафина , НО БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ и не делайте сразу много !

Как и все составы с АС , твёрдую литую шашку надо предварительно испытывать на детонацию !

RSR13> Горит при Н.У. ВЕЛИКОЛЕПНО

Можешь измерить скорость горения поточнее?

RSR13> Замечания. Мягкость состава получаемого ранее связана с наличием НЕБОЛЬШОГО количества связанной воды

Скорее всего так и есть. Плюс ещё за счёт разложения сахара.

RSR13> Пробовал плавить сплав солей п.4. непосредственно в плавленном сахаре. В принципе можно , но у меня всё после изготовления некоторого количества наступил перегрев и загорание.

Купи термометр и контролируй температуру. Плавишь на газу?

RSR13> Если кто желает можно попробовать плавить смесь солей в расплаве сорбита без парафина

О! Давно хотел сказать, что парафин здесь лишний ;^))

Ты почитай мои эксперименты с кальциевой селитрой и сахаром или сорбитом, я очень подробно писал на форуме. Получалось много интересного.

RSR13> Хотя я не знаю , загорается ли АС в расплаве сорбита

Не загорается, всё растворяется. Но горит плохо.

RSR13> Костёр ( чаще всего ацетон на вате) нужен был только для плавления парафина и всё
RSR13> Парафин никуда не вытекал , хотябы потому , что заполнял собой поры между частицами угля и селитры.

А как тогда понимать твою фразу: "Жидкие пороха были не твёрдыми - это экспериментальный факт ( хотябы парафин был жидким , а значит и общие свойства топлива были как у жидкости" ?

Если парафин только заполняет поры, тогда масса никак не может вести себя как жидкость.

> Получится ТВЁРДАЯ карамель которая способна к литью или трамбовке в нагретом состоянии. Горит при Н.У. ВЕЛИКОЛЕПНО (ровно , дотла и постепенно не потухая).
А в тестовом движке не пробовал? Блин, ну отлей ты шашечку маленькую! Если отработает - это ведь ПРОРЫВ будет!
До какой температуры нужно калить нитрат кальция?
Что у тебя за НА - реактив или удобрение?

> Как и все составы с АС , твёрдую литую шашку надо предварительно испытывать на детонацию!
Это как? Азидом свинца что-ли? Не кувалдой же по ней лупить - сильно резко вдарять надо будет, у меня так не получится.
А если детонирует, так что? Не надо металлических деталей в двигателях использовать, и все путем будет. ИМХО.
А можно сейчас прикинуть, какой удельный импульс у НА-карамели получается? Почему ты думаешь, что у нее будут проблемы с возгоранием в двигателе?
ПРОЖГИ ШАШКУ В ДВИЖКЕ!!!

Nоn-conformist> До какой температуры нужно калить нитрат кальция?

Ты что, сообщения через одно-два читаешь? Я же только что написал, что нитрат кальция обезвоживается при 180С, не ниже.

>> Как и все составы с АС , твёрдую литую шашку надо предварительно испытывать на детонацию!

Не нужно ничего испытывать.

Nоn-conformist> А можно сейчас прикинуть, какой удельный импульс у НА-карамели получается?

Можно: