Проект: ЖРД на компонентах из магазина - часть II

Интересно, жду результатов. И видео!
Только нужна вентиляция, там всякая сера прёт.

Serge77>> Какую? 30%?
Xan> С неё начну.
Очень давно в реторту налил перекись 30% и через открытое горло залил раствор марганца. Реторта уверенно поехала по столу.

LEVSHA> Очень давно в реторту налил перекись 30% и через открытое горло залил раствор марганца.

А зачем? Чего ты хотел получить?

.
Serge77> А зачем? Чего ты хотел получить?

Мне было тогда лет 13 прочитал что в газогенераторах ракет использовали перекись и раствор марганцовки.
Вот и проигрался не ожидал, что струя пара будет такая.

Serge77>> Какую? 30%?
Xan> С неё начну.
Xan> Пропеп утверждает, что должен получиться чистый пар, без жидкости.

Врет пропеп. Разлагал я 35-40% катализаторами. Вода остается. Причем много. Для гарантированного испарения концентрация должна быть около 70%.
Да, все что я писал относится к каталитическому разложению. Если вы планируете двухкомпонентный ЖРД, то и 30% может хватить для испарения.

FILAS> Да, все что я писал относится к каталитическому разложению. Если вы планируете двухкомпонентный ЖРД, то и 30% может хватить для испарения.

Это как раз про двухкомпонентный.
Хорош тем, что "самовоспламеняющийся":

NH4SCN + 6H2O2 -> SO2 + N2 + CO2 + 8H2O

И, повторюсь, пропеп утверждает, что при одинаковом УИ с 87% перекисью, смесь 46% перекиси с роданидом аммония "горит" при температуре на 65 градусов ниже. Что для "детских" двигателей существенно.

Померил плотность 50% раствора РА, получилось 1.1132+-0.0003.

Сделал первое "переливание крови".
Две капельницы от бутылок с перекисью и роданидом.
Примерно 4 капли в секунду перекиси (33%) и одна роданида (50%).
Через иголки сквозь пробку в дне трубки.

Злобно булькает, пышет паром, как чайник, воняет кислятиной.
Но в трубке копится жидкость, а вовсе не всё в газ испаряется.

При избытке роданида жидкость жёлтая, при избытке перекиси - бесцветная.
То, что наплескалось в тазик (жёлтого цвета), продолжало вонять кислятиной.
Несколько раз выливал жидкость из трубки, а она снова накапливалась.

Как-то печально.

В общем, химия идёт не такая, которую предполагает пропеп. И не с тем энерговыделением.
А какая?

Думаю, стоит ли концентрировать перекись процентов до 50?
Пойдёт ли реакция правильно?
Или надо сначала нагреть до красна?

Xan> Примерно 4 капли в секунду перекиси (33%) и одна роданида (50%).

По расчёту при этих концентрациях всё должно испаряться? Какая конечная температура?

Xan> Но в трубке копится жидкость, а вовсе не всё в газ испаряется.
Xan> При избытке роданида жидкость жёлтая, при избытке перекиси - бесцветная.
В состав 33% перекиси которую свободно продают - входят стабилизаторы, какие конкретно - зависит от производителя. Так что вполне возможны и не такие отклонения от желаемого... У нас даже детали из АМг-шных сплавов покрываются пленкой желтого оттенка.

Xan> В общем, химия идёт не такая, которую предполагает пропеп. И не с тем энерговыделением.
А что за расчеты? В студию их...

Xan> Думаю, стоит ли концентрировать перекись процентов до 50?
Xan> Пойдёт ли реакция правильно?
Для начала я бы избавился от стабилизаторов.

Alex_Dieng> Для начала я бы избавился от стабилизаторов.

Не думаю, что они здесь мешают. Стабилизаторы просто связывают следы ионов тяжёлых металлов, которые катализируют разложение перекиси. На реакции самой перекиси они не влияют.

Serge77> Не думаю, что они здесь мешают. Стабилизаторы просто связывают следы ионов тяжёлых металлов, которые катализируют разложение перекиси. На реакции самой перекиси они не влияют.

Так, а если они так хорошо связывают эти самые тяжёлые металлы, так вся каталитическая эффективность их сойдёт на нет, что непосредственно скажется и на самой реакции.
А вообще, интересно, что за роданид использован был? Есть ли в нём тяжёлые металлы?

В ФАУ-2, а в последствие и в Р-1 перекись разлагали обычной марганцовкой, растворённой в воде низкой концентрации. Этого было достаточно, чтобы приводить турбину насоса ЖРД, и закачивать в КС топливо. Правда там вроде концентрированная перекись использовалась, поболее чем 33%.

SashaMaks> Так, а если они так хорошо связывают эти самые тяжёлые металлы, так вся каталитическая эффективность их сойдёт на нет

Да, для этого стабилизаторы и добавляют, я же написал.

SashaMaks> , что непосредственно скажется и на самой реакции.

Нет, на реакции самой перекиси они не влияют, я же написал.

Xan> Думаю, стоит ли концентрировать перекись процентов до 50?

Пути улучшения реакции я вижу такие:

1. самое главное - повышение концентрации перекиси.
2. добавление в раствор роданида катализаторов - соли Fe(II), Mn(II), может быть их смесей или других металлов. Ещё вариант - иодид калия или аммония.
3. замена части воды в растворе роданида на этиленгликоль, глицерин, сорбит, сахар.
4. использование смеси роданидов калия и аммония, она должна лучше растворяться в воде, чем одна соль, т.е. меньше воды

SashaMaks> В ФАУ-2, а в последствие и в Р-1 перекись разлагали обычной марганцовкой, растворённой в воде низкой концентрации.

Не совсем так - там использовали перманганат натрия, в виде 66% раствора. Т.е. в килограмме жидкости было лишь 340 грамма воды и 660 граммов перманганата натрия. Ну, чуть поменьше, примеси там были, двуокись марганца выпадала (и забивала клапаны и форсунки).

SashaMaks> Этого было достаточно, чтобы приводить турбину насоса ЖРД, и закачивать в КС топливо. Правда там вроде концентрированная перекись использовалась, поболее чем 33%.

Перекись там была 82-85%. Раствора перманганата по весу было порядка 1/10 от количества перекиси. Т.е. это похоже не на катализатор, а на второй компонент. Марганцовка расходуется, т.е. из семивалентного марганец восстанавливается в четырёхвалентное состояние. Такой марганец тоже разлагает перекись, но в тыщу раз (если это и преувеличение, то несильное) слабее.

Propep:

C 513 HYDROGEN PEROXIDE (100 PC) 2H 2O 0 0 0 0 -1319 .0508]
1035 WATER 2H 1O 0 0 0 0 -3792 .0361]
1106 AMMONIUM THIOCYANATE NH4SCN 2N 4H 1S 1C -300 .0471]

Вот что ему подставлял:

NH4SCN — 76
WATER — 76
PEROXIDE — 204
WATER — 408

Давление в камере = 15 pci

Получилось:

Т = 467К = 194C
H2O, N2, CO2, SO2

То есть, должен получиться пар с температурой под 200 градусов. Это с 33% перекисью.
Скорее всего там другая химия идёт.


Serge77> 1. самое главное - повышение концентрации перекиси.

Хотелось получить низкотемпературный двигатель, чтоб можно было использовать алюминий и пластмассы.

Serge77> 2. добавление в раствор роданида катализаторов

Катализаторов чего? Окисления аммиака в водном растворе до воды?
Похоже, там только SCN с перекисью реагирует. Например в SO2 и HCN.

Serge77> 3. замена части воды в растворе роданида на этиленгликоль, глицерин, сорбит, сахар.

Они при низкой температуре точно окисляться не будут.

Serge77> 4. использование смеси роданидов калия

Твёрдый осадок будет.

---

Попробую перекись выпарить до 50.
Пропеп обещает 740 градусов, может и загорится.

Планирую 33% перекись (поллитра) плеснуть в алюминиевый таз и вскипятить на газе.
Выпарить чуть больше трети по весу.
При открытом окне.
Возражения есть?

Б.г.> Не совсем так - там использовали перманганат натрия, в виде 66% раствора.

Ну да, точно, он дешевле)

Б.г.> Ну, чуть поменьше, примеси там были, двуокись марганца выпадала (и забивала клапаны и форсунки).

При такой высокой концентрации раствора не удивительно.

Б.г.> Перекись там была 82-85%. Раствора перманганата по весу было порядка 1/10 от количества перекиси. Т.е. это похоже не на катализатор, а на второй компонент.

Т. е. после выполнения полезной работы в топливном насосе, остатки выбрасывались в КС и догорали, как топливо? А какое было давление в КС? Интересно, какой был расход раствора перекиси?

Serge77>> 2. добавление в раствор роданида катализаторов
Xan> Катализаторов чего? Окисления аммиака в водном растворе до воды?

Катализаторов окислительно-восстановительных реакций, всяких, в том числе аммиака.

Serge77>> 3. замена части воды в растворе роданида на этиленгликоль, глицерин, сорбит, сахар.
Xan> Они при низкой температуре точно окисляться не будут.

С железным катализатором окисляются перекисью при комнатной температуре в разбавленном водном растворе. Я же не от балды советую, я литературу копал и пробовал.

Xan> Планирую 33% перекись (поллитра) плеснуть в алюминиевый таз и вскипятить на газе.
Xan> Выпарить чуть больше трети по весу.
Xan> При открытом окне.
Xan> Возражения есть?

В кухне что ли? Возражаю)))
Перекись ведь тоже испаряется.

Serge77> С железным катализатором окисляются перекисью при комнатной температуре в разбавленном водном растворе. Я же не от балды советую, я литературу копал и пробовал.

Железный купорос пойдёт?
Или хлорное железо?
Сколько его сыпать?
А если попробовать марганцовку?

Xan>> Возражения есть?
Serge77> В кухне что ли? Возражаю)))
Serge77> Перекись ведь тоже испаряется.

При упаривании от 33 до 50% будет лететь пар (в среднем) 12% перекиси (от 8 до 16).
Это надо 45% массы испарить. Итого из поллитра 30 граммов перекиси в атмосферу улетит.
А что будет моему организму от вдыхания перекиси?

Можно, конечно, собрать самогонный аппарат, пар конденсировать и сливать в канализацию.

Мы на заре деятельности упаривали перекись. До 85% доходили, но с большим трудом.
Xan> Это надо 45% массы испарить. Итого из поллитра 30 граммов перекиси в атмосферу улетит.
Больше. Перекись не только испаряется, но и разлагается.

Xan> А что будет моему организму от вдыхания перекиси?

Все формы активного кислорода - канцерогены. Допуск на содержание перекиси в воздухе лаборатории - 10 ppm, или 15 миллиграмм на кубометр. Нужна, хотя бы и простейшая, но вытяжка.

Но, в общем, небольшие количества (килограмм-два) высококонцентрированной перекиси так получать можно, вопрос только в том, что в ней накапливаются стабилизаторы. Уайтхед потом эту сгущёную перекись перегонял в вакууме, но для этого нужен роторный испаритель или что-то типа...

Xan> Железный купорос пойдёт?

Да.

Xan> Или хлорное железо?

Нет.

Xan> Сколько его сыпать?

1-5% от роданида.

Xan> А если попробовать марганцовку?

Нет. Окислит роданид.

Xan> Можно, конечно, собрать самогонный аппарат, пар конденсировать и сливать в канализацию.

Обычно берут высокий стакан, нагревают до 50-60С (кажется) и пробулькивают воздух аквариумным насосом через аквариумный же барботер.

Например, взять ту же трёхлитровую банку, поставить в водяную баню, в крышку ввести продувочную трубку и выхлопную. Верх банки теплоизолировать, чтобы испарившаяся вода не конденсировалась опять на стенках и не стекала обратно в банку.

Serge77> Обычно берут высокий стакан, нагревают до 50-60С (кажется) и пробулькивают воздух аквариумным насосом через аквариумный же барботер.

Отношение давления паров воды и перекиси слабо зависит от температуры, хотя при низкой оно, всё-таки, лучше.
Поэтому думаю, как одноразовое мероприятие, интенсивно кипятить в тазике.

Serge77> Например, взять ту же трёхлитровую банку, поставить в водяную баню, в крышку ввести продувочную трубку и выхлопную.

У меня была мысль сделать замкнутую сушилку с элементом Пельтье, который вымораживает воду из воздуха над перекисью. Но что-то не получилось.

Serge77> Верх банки теплоизолировать, чтобы испарившаяся вода не конденсировалась опять на стенках и не стекала обратно в банку.

Конденсироваться будет перекись, так что пусть стекает!

А.С.> вопрос только в том, что в ней накапливаются стабилизаторы.

Для роданида стабилизаторы не вредны.

А.С.> Уайтхед потом эту сгущёную перекись перегонял в вакууме

Похоже, придётся мне делать движок на чистой концентрированной перекиси, и делать таки самогонный аппарат.

Serge77> Обычно берут высокий стакан, нагревают до 50-60С (кажется) и пробулькивают воздух аквариумным насосом через аквариумный же барботер.
Так быстрее, да, но и потери у нас получались больше. Лучше всего выходило, если дуть обычным бытовым вентилятором на поверхность сосуда с нагретой перекисью. не слишком сильно, чтобы брызги не летели, чтоб была максимум небольшая рябь на поверхности. Где-то с метра двадцати-полутора.
В алюминиевой посуде потери меньше, чем в стеклянной, как ни мой. Да и теплопроводность у алюминия не как у стекла, температуру поддерживать легче. До 70 градусов потери на разложение вполне приемлемы.

А.С.>> вопрос только в том, что в ней накапливаются стабилизаторы.
Xan> Для роданида стабилизаторы не вредны.
Они увеличивают приведённую длину и сильно. Для серебряного катализатора в однокомпонентнике - практически на порядок. Для катализатора из спечённого карбонильного железа, который используется в ГГ РД-107 и использовался в ГГ РД-214 - примерно втрое. Думаю, что для роданида они тоже будут увеличивать приведённую длину. Даже если в полтора раза - это уже плохо.
А.С.>> Уайтхед потом эту сгущёную перекись перегонял в вакууме
Xan> Похоже, придётся мне делать движок на чистой концентрированной перекиси, и делать таки самогонный аппарат.
суть в том, что обычно применяемые "кипелки" заметно увеличивают разложение. Т.е. из 85% получается меньше 70%
Нет в жизни счастья с перекисью