Насколько реально сделать в домашних условиях ЖРД? - часть 2

Немного оффтоп:
как перевести кг/см² в МПа ?

1 кгс/см2=0.1 МПа

_B1_> Почему один из стыков может не уплотниться? Усилие от болтового соединения приложено только к крышке коллектора и камере сгорания. На корпус усилие передаётся от этих двух деталей одинаковое с обеих сторон, так что не уплотниться оно может только при неравномерном затягивании болтов...

Потому что уплотнение происходит за счёт пластической деформации кольца (оно при этом заполняет все неровности) если ОДНО усилие приложено к 2-м стыкам сразу то "потечёт" только один из них (прокладки невозможно изготовить идеально однинаковыми и т.п.)

Это одна из типичных ошибок молодых конструкторов Мне это популярно объяснили когда я принёс лет этак 15 назад начальнику сектора похожую "слоёную" конструкцию, стягиваемую шпильками.

Уплотняемый таким образом стык должен быть один на одно болтовое соединение а вот плавающих уплотнений (на резиновых кольцах например) можно сколько угодно.

То есть такая конструкция может и будет работать но это работа на авось. После прогаре при разборе полётов конструктор и его начальник, который просмотрел эту пенку, становились автоматом крайними ... и лишались премии

а как сейчас сообщение вообще удалить ?

Угу. Верно.
...
...
...
Плохо. (смотрю чертеж)

Так, Ок. А что если поступить следующим образом:
Есть у меня медная проволока - её-то и можно использовать в кач-ве уплотнителя. Сделать проточки под уплотнитель как вы сказали, но чтобы объём проточки был больше объёма проволоки, и сделать высоту проточки меньше диаметра проволоки, а ширину проточки больше диаметра. Поместить проволоку в проточку во всех 3х стыках, и начать затягивать болты.
Один из уплотнителей потечёт первым, и будет деформироваться пока не войдут в соприкосновение стальные детали (Уплотнитель ни в коем случае не должен выходить за пределы проточки и попадать в стык!). Соединение уплотнено, и этот элемент стал жестким - мягкая прокладка больше не будет деформироваться, т.к. нагрузка передаётся через сталь.
При последующем затагивании болтов потечёт следующее неуплотнённое соединение до контакта стальных деталей и уплотнения и так далее до конца.


Вот, красный - уже уплотнённые соединения, оранжевый - ещё не уплотнённые.

_B1_> Так, Ок. А что если поступить следующим образом:
_B1_> Есть у меня медная проволока - её-то и можно использовать в кач-ве уплотнителя.

Нет. Нужны плоские кольца. Если размер позволяет то их точат. Если нет то проще вырубить их из листовой меди скажем толщиной 1 мм. Кстати вариант когда какой то размер брался исходя из существующего размера инструмента не настолько уж и фантастичен.

Оффтопик: Знаешь байку как был выбран калибр пушки (по сути это гладкоствольный гранатомёт) у БМП-1 ?

_B1_>Сделать проточки под уплотнитель как вы сказали, но чтобы объём проточки был больше объёма проволоки, и сделать высоту проточки меньше диаметра проволоки, а ширину проточки больше диаметра. Поместить проволоку в проточку во всех 3х стыках, и начать затягивать болты.
_B1_> Один из уплотнителей потечёт первым, и будет деформироваться пока не войдут в соприкосновение стальные детали (Уплотнитель ни в коем случае не должен выходить за пределы проточки и попадать в стык!). Соединение уплотнено, и этот элемент стал жестким - мягкая прокладка больше не будет деформироваться, т.к. нагрузка передаётся через сталь.

Еще одна ошибка К прокладке должно быть приложено сжимающее усилие

Иначе любое температурное расширение разгерметизирует твой стык.

_B1_> При последующем затагивании болтов потечёт следующее неуплотнённое соединение до контакта стальных деталей и уплотнения и так далее до конца.
_B1_> Вот, красный - уже уплотнённые соединения, оранжевый - ещё не уплотнённые.

Аналогично. Разнеси соединения по длине. Если позволяют давления и компонент, используй скользящие уплотнения. Или свари головку. Это решит половину проблем сразу.

justman> Нет. Нужны плоские кольца. Если размер позволяет то их точат. Если нет то проще вырубить их из листовой меди скажем толщиной 1 мм. Кстати вариант когда какой то размер брался исходя из существующего размера инструмента не настолько уж и фантастичен.
Э-э-э... а почему только плоскую? При применении круглой - после деформации только ширина кольца контакта поменьше будет.

justman> Оффтопик: Знаешь байку как был выбран калибр пушки (по сути это гладкоствольный гранатомёт) у БМП-1 ?
Нет. С удовольствием послушал бы.

justman> Еще одна ошибка К прокладке должно быть приложено сжимающее усилие
justman> Иначе любое температурное расширение разгерметизирует твой стык.
Дык, оно никуда не денется... а, ну то есть, конечно, когда упрутся стальные детали нагрузка поменьше станет, но всё же не до нуля - непного пластической деформации останется в запасе - она-то и будет создавать сжимающее усилие. Думаете этого будет недостаточно?

justman> Аналогично. Разнеси соединения по длине. Если позволяют давления и компонент, используй скользящие уплотнения. Или свари головку. Это решит половину проблем сразу.
Скользящие это, пардон, что? Типа конуса?
Очень уж не хочется варить головку. Опыта нет, оборудования нет. Только если на стороне искать...
Хотя это, конечно, упростило бы проблему поиска заготовок.

justman>> Нет. Нужны плоские кольца. Если размер позволяет то их точат. Если нет то проще вырубить их из листовой меди скажем толщиной 1 мм. Кстати вариант когда какой то размер брался исходя из существующего размера инструмента не настолько уж и фантастичен.
_B1_> Э-э-э... а почему только плоскую? При применении круглой - после деформации только ширина кольца контакта поменьше будет.

Там как раз нужно большее пятно контакта. Ну и потом вы же не сможете обеспечить
проволокой герметичность по всему контуру (у неё обязательно будет разрыв). Любой свищ вам гарантирует прогар в этом месте


justman>> Оффтопик: Знаешь байку как был выбран калибр пушки (по сути это гладкоствольный гранатомёт) у БМП-1 ?
_B1_> Нет. С удовольствием послушал бы.

У него калибр такой-же как у бутылки водки - 73мм
Ходила байка что когда её конструировали, просто поставили бутылку водки и обвели
На самом деле всё хитрее. Наверное ни для кого не секрет что в случае начала войны в СССР многие мирные производства должны были быть быстро переведены на производство
военной продукции. Так автоматические линии по розливу водки должны были быть в короткое время переоборудованы в линии по сборке снарядов. А линии расфасовки сигарет - соответственно патронов. Отсюда такая "унификация". Правда или нет наверное знают только те, кто принимал такое решение


justman>> Еще одна ошибка К прокладке должно быть приложено сжимающее усилие
justman>> Иначе любое температурное расширение разгерметизирует твой стык.
_B1_> Дык, оно никуда не денется... а, ну то есть, конечно, когда упрутся стальные детали нагрузка поменьше станет, но всё же не до нуля - непного пластической деформации останется в запасе - она-то и будет создавать сжимающее усилие. Думаете этого будет недостаточно?

По опыту недостаточно. Более того ты раньше все резьбы посрываешь и фланцы погнёшь чем ужмёшь прокладку так, что упрёшся сталь-в-сталь.

justman>> Аналогично. Разнеси соединения по длине. Если позволяют давления и компонент, используй скользящие уплотнения. Или свари головку. Это решит половину проблем сразу.
_B1_> Скользящие это, пардон, что? Типа конуса?

Нет. Это проточка на цилиндрической внешней части в которую вставляется круглая резиновая прокладка. Примерно так же поршня в цилиндре автомобиля уплотняются. Но там прокладки не резиновые и есть дополнительное требование подвижности. Тут подвижность нужна только на этапе сборки. Ну и у такого соединения есть ограничение по удерживаемому давлению и компоненту.

_B1_> Очень уж не хочется варить головку. Опыта нет, оборудования нет. Только если на стороне искать...
_B1_> Хотя это, конечно, упростило бы проблему поиска заготовок.

Без сварки сделать такую конструкцию фактически не реально. Те же самые фланцы технологичнее приварить чем точить зацело.

А не проще будет вместо медных прокладок заполнить все стыки хорошенько наполненым чем-нибудь огнеупорным (хотя бы порошком окиси алюминия или силикагелем) силиконом , давления то в принципе не большие.

KROTT> А не проще будет вместо медных прокладок заполнить все стыки хорошенько наполненым чем-нибудь огнеупорным (хотя бы порошком окиси алюминия или силикагелем) силиконом , давления то в принципе не большие.

А ты попробуй

Тут иногда через фторпластовую прокладку бывают прогары а ты предлагаешь засыпать туда порошок. Ты в курсе что коэффициент укладки у той же окиси алюминия порядка 0.8 максимум
чем бы её не прессовали и с какими усилиями. А силикон оттуда просто выдавит. Это как если
в стык воды налить. Эффект аналогичный. Дело в том что на горячем газе уплотнение должно быть абсолютным малейшая утечка = прогар. Это магистраль можеть слегка подтравливать а КС таких вольностей не допускает

У меня такое стрёмное чувство, что камеру придётся таки варить... По крайней мере голову.
Можгно голову сварить и камеру уже из 3х кусков на болтах собрать.
Мысль про разрыв в уплотнителе из медной проволоки - концы расплющить (или даже напильничком ступеньки сделать), положить концы друг на друга и раздавить при уплотнении

Вопрос немного оффтоповый: никто часом не знает, где в Москве можно разжиться манометрами, вентилями и прочей газовой арматурой? Хотелось бы поменьше общих слов и побольше конкретики (может адреса магазов?).

И ещё вопрос (ну извините, совсем неопытный я пока, вот и задаю глупые вопросы): припаять медную трубу к стали очень трудно?

Имеется в виду полимеризующийся термостойкий силиконовый каучук с весьма приличной адгезией к металлу. Да в условиях нагрева пойдет пиролиз , но это температуры от 300 С и я не думаю что головная часть камеры нагреется до таких температур , к тому же твердые продукты пиролиза связки ни куда не деваются

Ацетиленовый и кислородный редуктора (сварочные ) могу достать за так , вот только подойдут-ли они нам ? Про пару игольчатых вентелей для газа я уже писал (в принципе посмотрю еще парочку) - вот только черные оне и сальники со смазкой так-что никакого контакта с окислителем. Есть электросварка (но сварщик я довольно посредственный) и гараж .Мысля с проволокой в этом варианте не катит , а вот сварить колечко (как термопары варят ) можно бы и попробовать , вот только как раскатать колечко в постоянной толшины прокладку я не представляю.

Даю пояснения к текущим идеям и запросам:

Прежде чем заказывать детали, собственно, двигателя, хочу заказать и испытать одну форсунку на воде. Конкретно, посмотреть на распыление и проверить расход - насколько долеко от расчётного.
Заказывать детали для испытательной установки нет смысла пока неизвестно какие резьбы на готовых издениях.
Для испытательной установки нужен редуктор или редукционный клапан (в принципе, клапан самим реально изобресь, заказав детали и приняв давление на входе условно постоянным), манометр (для настройки выходного давления), газовый вентиль для СО2 и, может быть, вентиль для воды.
Наддувать (по крайней мере на испытательной установке) можно из 12гр СО2 баллона (только ещё нужно устройство для "вскрытия" баллона - придётся самим делать. Хотя, я посмотрю свою винтовочку - может из неё удастся на время приватизировать...)

Вот такие вот пирожки с котятами. ПГС установочки простейшая и совершенно линейная: баллон в устройстве, вентиль, редуктор с манометром на выходе, бак для воды, вентиль для воды, форсунка.

Насичёт пригодности кислородной и ацетиленовой арматуры к СО2 постараюсь спрочить...

Ну, вроде кислородная арматура для СО2 подходит...
Вопрос по вашим редукторам: какое у них выходное давление? Можно ли регулировать?
Меня больше беспокоит не химическая совместимость, а низкая температура. СО2, насколько я это себе представляю, неслабо охлаждается при испарении и понижении давления...

Да, ещё вопрос - на редукторе манометр стоит?
Тогда надо уточнить вопрос по резьбам и думать какие детальки нам нужны.

Хим стойкость там рояли не играет , но на сколько я помню там левая резьба . Манометры там в комплекте и входное давление там то ли 150 толи 200 атм , а вот выходное не знаю давление разумеется регулируется. Ацетиленовые редуктора без резьбы - крепятся хомутами и давления там низкие (околот 2атм примерно).

Нам от редуктора надо входное не менее 60атм и выходное 08..12(настраиваемое) для испытания форсунки и 30..40(тоже настраиваемое) для, собственно, ДУ.

Так, посмотрел данные по редукторам кислородный выходное 0-16 оатм, ацетиленовый не подойдет(давления маленькие) , т.е. для испытания вполне себе хватит. А собс-но ДУ нужно попробовать и без редуктора , только с манометром - мож давление не сильно скакать будет.

В принципе можно, наверное. Пока вся жидкая фаза СО2 не кончится, давление (с учётом объемного расхода и падения температуры) будет, полагаю, атмосфер 40-50. Это, правда, не считая - так просто - ощущения. Точнее только опыт скажет.
Поэтому, кстати, нужно сначала надуть систему, и только потом открывать топливные магистрали - уменьшится время выхода на режим. Если сначала открыть топливные вентили (отверстия форсунок слишком малы - думаю, горючее без давления через них не пойдёт), то компоненты станут поступать в камеру, пока давление наддува ещё не поднялось до номинала, и при зажигании горячие газы забросит в магистрали (если, конечно, не будет предохранительных клапанов). При предварительном наддуве баков и магистралей, компоненты сразу поступают при практически номинальном давлении.

Меня ещё беспокоит - не будет ли газ вспенивать компоненты и растворяться в них? Может какой-нибудь поршень поставить?

KROTT> Имеется в виду полимеризующийся термостойкий силиконовый каучук с весьма приличной адгезией к металлу.

То есть ты попросту предлагаешь приклеить ?

На клеях адгезии выше 200МПа я не видел (50 грамовая баночка такого "клея" стоит что то около $200)
Мы его использовали для тестов на адгезию для напылённых покрытий. Но это точно не каучук.

Как будет держать такое соединение давление я честно говоря ХЗ. Мы никогда ничего не клеили так.
Сварка дешевле и прочнее.


>Да в условиях нагрева пойдет пиролиз , но это температуры от 300 С и я не думаю что головная часть камеры нагреется до таких температур , к тому же твердые продукты пиролиза связки ни куда не деваются

...если будет свищ то "денутся". Причём вместе с большей частью головки и камеры

Продукты пиролиза, офигительно хорошее горючее. Как кстати и нержавеющая сталь Была бы соответствующая температура и среда.

_B1_> Поэтому, кстати, нужно сначала надуть систему, и только потом открывать топливные магистрали - уменьшится время выхода на режим. Если сначала открыть топливные вентили (отверстия форсунок слишком малы - думаю, горючее без давления через них не пойдёт), то компоненты станут поступать в камеру, пока давление наддува ещё не поднялось до номинала, и при зажигании горячие газы забросит в магистрали (если, конечно, не будет предохранительных клапанов). При предварительном наддуве баков и магистралей, компоненты сразу поступают при практически номинальном давлении.

Мыслишь правильно. Всё так и есть.

_B1_> Меня ещё беспокоит - не будет ли газ вспенивать компоненты и растворяться в них? Может какой-нибудь поршень поставить?

Растворяется. Но поршней не ставят (если газ из системы наддува и компонент инертны друг к другу) Но обычно вспенивания не происходит если ты где-нибудь в магистрали не разгонишь жидкость до такой степени что начнётся кавитация.

Газ, которым наддувается компонент уходит из него обычно в сопле форсунки, что только улучшает распыл.
Но обычно много газа в компоненте не растворяется.

KROTT>> Имеется в виду полимеризующийся термостойкий силиконовый каучук с весьма приличной адгезией к металлу.
justman> То есть ты попросту предлагаешь приклеить ?
Не, я предлагаю этот полимеризующийся компаунд вложить вместо прокладки в паз и заодно промазать и между фланцами. На твердотопливных движках это прокатывает , так почему бы не попробовать тоже и здесь.

Кротт, ты знаешь какая резьба на входе и выходе редуктора? Мне бы это пригодилось.
И что там в итоге по вентилям, какие перспективы?

Вот у этого материала
http://www.vati-prom.ru/material/?id=11
в области применения написано : форсунки для жидкого топлива и газовые горелки

VDAN> Вот у этого материала
VDAN> http://www.vati-prom.ru/material/?id=11
VDAN> в области применения написано : форсунки для жидкого топлива и газовые горелки

а также уплотнением для инертных газов (до 3 бар).

 

Коментировать не буду.