Почему это с потолка?
Для твоих С9Н20 получается -437 кал/г, а для полиэтилена я привёл -453. Думаю, что цифра полиэтилена гораздо ближе к парафину, чем цифры от С9Н20. Хотя и между этими данными разница всего 3%. Насколько это большое отличие для твоей модели?
Я где то читал что в предельном углеводороде одна CH2 группа даёт 650 кДж/моль в энтальпии образования
Пока единственные более менее научные исследования были проведены в Станфордском университете. Есть популярная статья в Инете (in English). Ссылку не могу найти, а сама статья есть.
Модель расчёта взята из книг Колбурна и Саттона. У меня на страничке можешь взять пример (in English)
габаритного расчёта гибрида (PVC+N2O)на 5000 N*s. Я его компиллировал из также известного примера Пола Келли, чтобы затем попытаться уточнить модель. В нём не хватает расчёта изменения формы графика тяги в течение активного времени (выход аэрозольной фазы окислителя при перепаде давления от оперативного в баке (700 пси), до давления в камере (300 пси)). Такой пример расчёта есть в статье группы из Франции (Frances), но достаточно сумбурный, потому что это тоже добросовестная компилляция с американских источников.
Для построения рабочей модели (габаритной) достаточно знать основные соотношения топливо/oкислитель. По парафину такие данные есть в статье Станфорда. Вчера наш коллега Edward выложил видео статического теста своего гибридного мотора класса М (8000 N*s) на закиси и парафине. Сейчас я готовлю ему вопросы по поводу этого теста и деталей конструкции. Сам мотор впечатляет. Хотя на видео видны флуктуации тяги, изменения формы факела в различных фазах, сильное дымление. Может это следствие горизонтального положения камеры в тесте. Я тоже так делаю на моём стенде, но с нейлоном таких эффектов не наблюдается. По видимому это следствие того самого падения парафина со стенки в канал.
Поскольку применялся инжектор распылительного типа, то можно предположить модуляцию потока окислителя жидкокапельной фазой парафина у выхода инжектора. По моей оценке время активной тяги составило ок. 6-8 с, хотя мотор работал около 16 с. Видео 25 Мб но скачивается хорошо. Посмотрите, потом обсудим.
www.alphahybrids.com/m435.mpg
Это 155 ккал/моль или 11 ккал/г. Что-то многовато, даже черезчур многовато. Может это теплота сгорания?
The standard enthalpy change of combustion, ΔcHo, for alkanes increases by about 650 kJ/mol per CH2 group.
http://en.wikipedia.org/wiki/Alkane
парафин это адская смесь и по всем компонентам данных не найти, нашел по этим : эйкозан С20Н42 плавление 37С кипение 343С, плотность 0.778
триаконтан С30Н62, плавление 66С, кипение 446С, плотность 0.809
данных по энтальпии и энтропии нет
А кривые давления все как под копирку и все "горбатые"
наверно это следствие самонаддува закиси.
честно говоря в больших гибридниках от 100мм целесообразнее использовать жидкий кислород,движка стабильнее работать будет, да и доступнее он намного и проще работать чем под давлением
на закись нужно поршень-изолятор вплавь пускать и газогенератор ставить для наддува с пост давлением. при этом закись будет "как новенькая" - ни охлаждатья ни кипеть не будет.
Ну это либо ПАД либо ВАД с редуктором (последний вариант далеко не лётный образец). Но закись всё равно будет и охлаждаться и кипеть но уже в КС при распыле даже если её "поддавить".
Просто нужно посмотреть на диаграмму состояния. Она же в баллоне под давлением (судя по тем данным что были в вышеуказанной статье ~4.8МПа если я правильно перевод из psi сделал) но при комнатной температуре а не в термосе (дьюаре). При атмосферном давлении температура кипения закиси 184.67 K
в канале бака жечь пирошашку для подогрева кислорода, самонаддув
Ух и смелые же вы ребята
PS: Я как то раз видел что осталось от металлорукава по которому подавался газообразный кислород (после обратного удара).
А вы решили сжечь шашку в баке с жидким . Поверьте, баки обычно сделаны из прекрасного
горючего материала.
...
Мне сейчас по парафину не хватает банальных вещей:
1) Теплота образования парафина (dHf298) - есть только данные для некоторых алканов (CnHn+2) с не очень высокими n (до 9) хотелось бы до n=20 как минимум...
NIST Chemistry WebBook - Если чего не найдешь, есть возможность посчитать. Алканы рассчитываются достаточно точно.
А можно еще раз повторить URL странички ?
Ну это всё ерунда. Я сначала думал что там какие то хитрости из за-того, что закись в баке находится под давлением насыщеных паров и существуют какие то хитрости в плане расчёта. Онако после беглого взгляда на экспериментальную кривую давления в баке всё оказалось куда проще.
... Посмотрел запись, впечатлений пока 2
1) Явно не хватает закиси (особенно в конце работы двигателя)
2) Там точно в камере только парафин ?
Копоть как от старой калоши если только чистый парафин то там очень сильно не хватает закиси.
Несколько отстал от дискуссии (пасхальные каникулы) но за это время почитал присланный Биллом Колбурном его Manual for Hybrid Propulsion System Design. Это чрезвычайно полезная для любого гибридчика практика книга. Особенно всё, что касаемо гибридов на закиси азота. В части расчёта гибридного мотора Билл (как и большинство его коллег в Штатах) не идёт дальше габаритных примеров. Оставляя уточнённые модели для теоретиков. Но ракеты SORAC, Rаtt Works и "SS Number 1" (он консультировал Рутана в части мотора) летают. И высоко. Так что называть это ерундой, наверное не следует.
Немного высокомерием отдаёт. (С чего бы это, коллега?).
Toт же Edward построил весьма и весьма солидный гибрид на 7000 N*s. И для первого теста он отработал вполне прилично. Да, флуктуации есть (а они вообще присущи гибридам на закиси), но вовсе не от недостатка закиси. В том 5 литровом баке её должно хватить на 8-10 с работы парокапельной фазой, что и продемострировано. Последняя треть времени работы мотора идёт за счёт газовой фазы, когда давление в танке сравняется с давлением в камере (ок. 350 psi - 2.4 Mpa) и в счёт обычно не идёт.Ну это наверное фигура речи Как только давление в баке "сравняется"
с давлением в камере давление в камере просто падает.
Вообще говоря видеозапись это конечно хорошо но уж больно тяжело определять давление в камере по длине и интенсивности факела
Шашка этого мотора сделана из обычного свечного парафина (он рекомендован NASA) с PVC liner. Парафин, как и HTPB сильно дымит с закисью азота и тут ничего не поделаешь
(Если не нравится, работай с нейлоном или ПММетакрилатом. У них выхлоп гораздо чише, да и мороки меньше). На самом деле парафин привлекателен лишь тем, что у него Regration rate (как это по-русски, на ум не пришло)
выше, чем у полимеров и близок к HTPB. Поэтому отношение O/F у него близко к 1:3.5. Но реализовать это соотношение в дизайне реального мотора весьма не просто. Из-за высокой скорости потока окислителя (обусловлено большим эффективным диаметром инжектора) через шашку, необходимо использовать сложные многопортовые формы центрального канала с развитой поверхностью (wagon weel etc.)
А это не так просто реализуемо в случае парафина. Возможно поэтому на видео теста этого мотора, где использовалась простая, цилиндрического канала, шашка, были видны такие волнообразные изменения тяги по времени. Скорее всего это связано с турбулентными процессами или понижением темперетуры при сгорании не атомизированного парафина. Также мог повлиять достаточно длинный соединительный шланг (игоризонтальное положение камеры), используемый в стендовой версии мотора. По опыту работы с закисью знаю, что это может вызвать нежелательное падение давления на самом шланге,
особенно в заключительной фазе. Но мотор Edward впечатляет.
И вдохновляет.
А в моделировании, главное, не зайти за пределы здравого смысла, когда разработанная модель уже не служит для инженерного применения. Тем не менее это важная составляющая исследовательского процесса, который в случае гибридов только начинается. Так, например, пока только делаются попытки тройного гибрида (с шашкой твёрдого топлива, обогащённой твёрдым же окислителем) или бипропелентных моторов на закиси и этаноле с камерой сгорания в твёрдой шашке (Ratt Works). Так что желаю удачи. Кстати программы P.Kelly как расчёта, так и анализа гибридов, достаточно совершенны. На фото пример такой проги для анализа (и старт ракеты SORAC H5). Как видно из набора командных окон она позволяет делать анализ любого материала шашки, подстановкой данных из PROPEP, например. Прикладываю документ здесь. Но, боюсь, что он такая же "ерунда" для тебя,
поскольку представляет собой именно габаритный инженерный расчёт.
Про дым я никаких версий не выдвигал. Просто видел и то и другое (в смысле сильнодымящий HTPB и малодымящий нейлон (полиамида). Очень может быть, что виноваты тут азотистые соединения, поскольку процесс идёт de folt офф Stoichiometric (расчёт гибрида по части соотношения O/F исходит именно из этого тезиса).
Случай с парафином менее исследован, поэтому можно либо спросить тех кто с ним работает, либо поискать в литературе. Regration rate - это, скорее скорость выгорания (или убывания шашки за счёт всех внутренних процессов, связанных с уносом вещества).По сути это верно но "гостированный" термин это именно "скорость горения" или
"линейная скорость горения"
Но, короче, понятно. Данные в моём расчёте повторяю, компиллированы (то есть уточнены, иногда исправлены и переписаны в более внятной и общепринятой форме). Я ещё сам буду его уточнять, поскольку в конструкции моего мотора Me_H_5000 для меня пока ясны только габариты бака и более менее общие габариты камеры, привязанные к имеющимся материалам. Если хочешь, можем объединить усилия. Я буду тебе по ходу разработки давать данные, а ты их попытаешься обработать и построить модель. Хотя я тебе не обещаю, что буду работать с парафином. Уж больно много с ним хлопот. А выигрыш пока иллюзорен. По крайней мере для меня на этом этапе. Мне важно довести до лётной модели этот мотор вместе с планером ракеты и всеми системами. А будет ли он на 10-15 % эффективнее - это не так важно. Кроме того у меня также в работе ракета с уже испытанным (в другом топике) мотором. По нему можно также дать некоторые данные. А лучше всего у меня проработан микрогибрид. Вот уж с ним проще всего, поскольку есть практически все данные. Да и попробовать с парафином вполне реально.
Да, кстати, давление в баке практически всех любительских моторов автоматически поддерживается при помощи вент. клапана., который стравливает все излишки, поддерживая жидкую фазу в баке при более менее постоянном давлении 700 - 750 psi.
Посмотри вот эти papers и эту цитату относительно свойств парафина.
The radiative heat loss fraction to the surroundings
was originally estimated as 10%. Calculations were also performed for values of 20 % and 30 %. Very
little difference was observed in either the calculated flame height or heat flux values for the different fuel
types, but the radiative fraction was found to be critical to the heat flux exposures and a value of 20% was
found to be more appropriate.
Видимо тот двигатель, который давал много чёрного дыма, был не на чистом парафине, а с асфальтом?