Гибридный Ракетный Двигатель: от тактики к практике.

a_centaurus> Al фольга 10 мкм смазанная 10 мин. эпокси PoХy-Pol с изопропиловым спиртом

Боюсь, спирт не сможет испариться, ведь фольга непроницаема.

a_centaurus> не удержался, чтобы не обмазать канал внутри той же эпоксидкой. Но слой очень тонкий и послужит затравкой для горения алюминия

И у меня была такая мысль ;^))

Ещё мысль - в эпоксидку можно добавить окись железа или меди, это может улучшить сгорание алюминия.

a_centaurus> Если участники эксперимента не против

Я тебе в любом случае очень благодарен - я не имею возможности провести такой эксперимент. Плохо только когда делается и испытывается несколько новшеств сразу - потом трудней выделить эффект от каждого.

Serge77> И у меня была такая мысль ;^))
Serge77> Ещё мысль - в эпоксидку можно добавить окись железа или меди, это может улучшить сгорание алюминия.

Ну тогда уж нужно использовать плакированный никелем алюминий

Обычно правда встречается наоборот. Никель плакированный алюминием.

Serge77> Конечно рассказывай. А потом попробуем ;^))

Ну на самом деле изначально уважаемый a_ centaurus довольно точно предсказал проблемы с алюминием.

Если делать шашку из чистого алюминия то основная проблема это:

1) Его высокая теплопроводность
2) Он всегда покрыт тонким слоем окиси через которую затруднено проникновение окислителя. Окись у него довольно плотная и с приличной адгезией (в отличае от магния например у которого окись весьма рыхлая и легко уходит с поверхности)
3) Прикиньте его Km с окислителем.Газообразных ПС при стехиометрии будет не так много.
Он будет "связывать" кислород в нелетучий окисел Al2O3

Собственно эти 3 пункта ставят на литой шашке жирный Х

Я занимался горением алюминия в кислороде и воздухе. Легче сделать шашку из нержавеющей стали чем из алюминия

Единственно верное решение это порошкообразные добавки. Причём из мелкодисперсного Al.
И лучше плакированного Ni. При определённой температуре Ni и Al начинают вступать в реакцию с выделением тепла и образованием интерметаллида.

Сами Al частицы горят по довольно сложному закону (гораздо более сложному чем к примеру Mg где горение просто парофазное). Опять же виной всему плотный нелетучий окисел Al2O3

Чисто эксплуатационно при работе с алюминием:

Лучший материал для KC это стекло/углепластики пропитанные фенольными или карбольными смолами которые "газят" и не дают Al и его окислу высаживаться на поверхность.
Если на стальной поверхности происходит агломерация и высаждение горящих частиц Al то сталь просто начинает сама гореть в этом месте. Графит стоит чуть лучше но на него очень сильно высаждается окись. Вообще же обычно Al применяют как присадку для поднятия температуры в КС. Чистый же Al теоретически имеет преимущество из за высокого объёмного УИ + кучу проблем с горением, стойкостью конструкции и довольно низкой энергетической эффективностью на единицу массы газообразных ПС (сравните Km0 для керосина и для al)

Serge77> Ну эти грабли вроде все известны.

В общих чертах ...

Serge77> А насчёт эффективности давай сравним. Вот расчёт в PROPEP:
Serge77> УИ и плотностной УИ
Serge77> N2O-Al 278 593
Serge77> N2O-HTPB 266 464
Serge77> Осталось добиться эффективного сгорания ;^))
Serge77> А что такое "энергетическая эффективность на единицу массы газообразных ПС" ? О чём она говорит?

А то что 30% это к-фаза которая давления не создают но её нужно нагреть, разогнать и отбросить это ничего ?

Al2O3 это ведь не газ

justman> А то что 30% это к-фаза которая давления не создают но её нужно нагреть, разогнать и отбросить это ничего ?

Да я не спорю. Я просто не встречал раньше (или не помню) такого параметра, как "энергетическая эффективность на единицу массы газообразных ПС". Вот и интересуюсь - что это и как ей пользоваться?

justman>> А то что 30% это к-фаза которая давления не создают но её нужно нагреть, разогнать и отбросить это ничего ?
Serge77> Да я не спорю. Я просто не встречал раньше (или не помню) такого параметра, как "энергетическая эффективность на единицу массы газообразных ПС". Вот и интересуюсь - что это и как ей пользоваться?

Когда % к-фазы мал это несущественно.

А вот когда этот % растёт вылезают большие потери на многофазность.

В обычных расчётах это именно потери (некий % от теоретического значения Iуп ).

То есть у вас Iуп к примеру 250 а потери при этом в одном случае 5 а во втором 50
Вот и считайте

a_centaurus> В принципе всё, что написал также мною уважаемый justman, известно. Хотя, за некоторые детали, danke... Но, "Thеori cum praхis". Давайте сделаем статик тест и по результатам продолжим обсуждение. Учитывая разочарованный тон termostat`a , не буду усиливать пирозаряд дополнительным катализаторным элементом. Пусть будет эксперимент более чистым. Тонкая плёнка эпокси, я думаю, не повлияет на результат. То есть, стандартный микроГРД будет испытан с нестандартной шашкой из рулонного алюминия. Посмотрим. Сегодня не обещаю, а вот завтра выберу время и проведу этот тест.

По поводу рулонной фольги. Рекомедную перед намоткой такой шашки наделать в фольге
множество мелких отверстий (чем чаще тем лучше). Это даст хоть какой-то приток окислителя к эпоксидке и соответственно отвод продуктов разложения. Скорее всего фольга будет плавиться и агломерировать в капли расплавленного Al. Это разумеется в том случае если вообще что либо будет гореть в двигателе с такой шашкой.

justman> Скорее всего фольга будет плавиться и агломерировать в капли расплавленного Al

А я думаю, что фольга толщиной 10 микрон будет в основном окисляться с поверхности, может быть даже ещё до плавления. Всё-таки слой оксида на расплавленном алюминии гораздо толще 10 микрон, это легко видеть, расплавив проволочку на газу.

justman>> Скорее всего фольга будет плавиться и агломерировать в капли расплавленного Al
Serge77> А я думаю, что фольга толщиной 10 микрон будет в основном окисляться с поверхности, может быть даже ещё до плавления. Всё-таки слой оксида на расплавленном алюминии гораздо толще 10 микрон, это легко видеть, расплавив проволочку на газу.

Вряд ли. Мы в основном работали с порошками 40 и 60 микрон.

Там толщина окисной плёнки меньше 1 мкм. При горении образуется субмикронная к-фаза
Al2O3 с диаметром частиц от 0.1 до 1 мкм, причём верхнее значение это скорее всего результат агломерации во фронтах пламени частиц. Но не стоит забывать что у облака газовзвеси огромная реагирующая поверхность в отличае от просто намотанной фольги.

justman> Там толщина окисной плёнки меньше 1 мкм.

В исходном порошке, при комнатной температуре.

justman> При горении образуется субмикронная к-фаза Al2O3 с диаметром частиц от 0.1 до 1 мкм

Так это продукты горения паров алюминия.
В чём противоречие с моими словами?

justman>> Там толщина окисной плёнки меньше 1 мкм.
Serge77> В исходном порошке, при комнатной температуре.
justman>> При горении образуется субмикронная к-фаза Al2O3 с диаметром частиц от 0.1 до 1 мкм
Serge77> Так это продукты горения паров алюминия.
Serge77> В чём противоречие с моими словами?

Я сомневаюсь что фольга будет активно реагировать в нерасплавленном состоянии.

Когда мы пытались поджечь алюминий (брусок) в сверхзвуковой струе ПС с избытком кислорода, горение начиналось только после плавления значительной части поверхности каверны. Если же использовать обычную дозвуковую горелку то горения не удавалось добиться вовсе.

justman> Когда мы пытались поджечь алюминий (брусок)...

Ого, чего захотели - брусок! Прям как дрова ;^))

Простая алюминиевая пудра легко горит на воздухе, наверно все пробовали. Думаю, тонкая фольга тоже может гореть. А может и нет ;^))

Перфорация в фольге - идея хорошая. Только при ручном продырявливании это может привести к тому, что фольга станет неровная и слой эпоксидки получится слишком толстым.

Перепонки, вклеенные в канал, скорее всего просто сдует. Ещё и сопло может закупорить.

justman>> Когда мы пытались поджечь алюминий (брусок)...
Serge77> Ого, чего захотели - брусок! Прям как дрова ;^))
Serge77> Простая алюминиевая пудра легко горит на воздухе, наверно все пробовали. Думаю, тонкая фольга тоже может гореть. А может и нет ;^))

Не горит. В пламени пропановой плитки (без поддува) покрывается (а может и превращается в оксид?) мгновенно охидом (сереет) и дальше только поддерживает температуру примерно равную 900º (по цвету). Даже не плавится. И почти не теряет прочности, только слегка сморщивается. В то время как 4 мм Al электрод в пламени пропановой горелки (1200ºC) плавится и находится в жидкой фазе.Тут надо подумать, где предел толщины (дисперсности) материала из которого можно делать шашку.

Serge77> Перфорация в фольге - идея хорошая. Только при ручном продырявливании это может привести к тому, что фольга станет неровная и слой эпоксидки получится слишком толстым.

Переведи! Не понял о чём речь. Вкладыш уже представляет собой трубку из армированного композитного материала, в котором промежутки из эпокси имеют постоянную толщину (ок. 0.3 мм). От перфорации все слои полезут внутрь канала в виде маленького вулканчика. Кроме пользы вреда вроде не видно.

Serge77> Перепонки, вклеенные в канал, скорее всего просто сдует. Ещё и сопло может закупорить.

Может быть, может быть. Бережёного Бог бережёт. Значит не будем ничего клеить.

a_centaurus> Не горит. В пламени пропановой плитки (без поддува) покрывается (а может и превращается в оксид?) мгновенно охидом (сереет) и дальше только поддерживает температуру примерно равную 900º (по цвету). Даже не плавится.

Это значит, что весь алюминий быстро превращается в оксид, т.е. происходит окисление прямо на поверхности, без испарения. То, о чём я и говорил.

a_centaurus> В то время как 4 мм Al электрод в пламени пропановой горелки (1200ºC) плавится и находится в жидкой фазе.

Заметь, что эта жидкая фаза окружена относительно толстым слоем оксида. Гораздо более толстым, чем микронная или субмикронная плёнка оксида, которая всегда покрывает алюминий на воздухе.

a_centaurus> Переведи! Не понял о чём речь. Вкладыш уже представляет собой трубку из армированного композитного материала, в котором промежутки из эпокси имеют постоянную толщину (ок. 0.3 мм)

Фольга 10 микрон, а слои эпоксидки между ней аж 300 ? Пожалуй это нельзя назвать алюминиевой шашкой. Думаю, эпоксидка не должна быть толще алюминия.

a_centaurus> От перфорации все слои полезут внутрь канала в виде маленького вулканчика

А, ты имеешь в виду продырявить готовую склеенную трубку! Да, проблем нет.
Я подумал, что сначала продырявить фольгу, а потом склеивать трубку.

justman>> Когда мы пытались поджечь алюминий (брусок)...
Serge77> Ого, чего захотели - брусок! Прям как дрова ;^))


Ну это не мы захотели а заказчик Была у нас тема по термической резке алюминия.
Как починится мой сервер, могу выложить фотографию.

Serge77>> Простая алюминиевая пудра легко горит на воздухе, наверно все пробовали. Думаю, тонкая фольга тоже может гореть. А может и нет ;^))

a_centaurus> Не горит. В пламени пропановой плитки (без поддува) покрывается (а может и превращается в оксид?) мгновенно охидом (сереет) и дальше только поддерживает температуру примерно равную 900º (по цвету). Даже не плавится. И почти не теряет прочности, только слегка сморщивается.

Надо не так

Берёшь трубу. Ну скажем 0.5-1 м длиной и 60-70 мм в диаметре

с одного конца вставляешь шланг в который засыпаешь грамм 50-100 Al пудры

К противоположному концу подносишь горелку и даёш в шланг расход окислителя (воздух, кислород или закись азота)