Твердые ракетные топлива карамельного типа ХII

Sharovar> выгоднее, чем окислитель в сахаре, потому что окислителя в карамельных составах больше),

Разумно, и на "пирке" кажется уже обсуждалось Температура плавления снижается до 100С, скорость горения такая же как и всегда. Составы очень гигроскопичны. Забавно, можно использовать древесный уголь как катализатор горения.

Skyangel> За точность не ручаюсь - шкала на манометре видна не очень хорошо.

Мнээ... Что-то не понял,что у нас по оси Y ?

Skyangel>> За точность не ручаюсь - шкала на манометре видна не очень хорошо.
RocKI> Мнээ... Что-то не понял,что у нас по оси Y ?

Давление в МПа...

Skyangel>>> За точность не ручаюсь - шкала на манометре видна не очень хорошо.
RocKI>> Мнээ... Что-то не понял,что у нас по оси Y ?
Skyangel> Давление в МПа...

В таком случае пишут "arbitrary units". Некоторая величина изменяющаяся во времени... (может быть и P, но не калиброванная в метрологических единицах ).
10 МПа - 100 Атм. Это очень серьёзное давление, требующее специального дизайна корпуса и правильного выбора материалов. Про меры ТБ не говорим. А вот 5 МПа, уже можно "трогать" руками (шутка). На манометре нет контрольной стрелки, которая остаётся на максимальном значении давления, поэтому из-за параллакса сьёмки и плохого разрешения достоверное значение определить нельзя. Что-то между 3 и 10 МПа. Тем более манометр не специализирован для использования в атмосфере горячей двухфазной среды. Мог быть заброс стрелки. Поэтому данные испытания не достоверны и их можно использовать только для внутреннего употребления.

Skyangel> Давление в МПа...
Прикольно. Замер давления всегда очень приблизителен. Я думаю нам интересней тяга, и померить её можно поточнее. А 10мПа это точно перебор.

RocKI> Я думаю нам интересней тяга, и померить её можно поточнее. А 10мПа это точно перебор.
Да , перебор Ну а тягу сейчас, к сожалению, померить не представляется возможным..

Sharovar> Несколько экспериментов с сорбито-сахарной карамелью на основе нитрата калия.

Очень интересно!
Ты упаривал вместе с ПАВ или добавлял его после упаривания?

Sharovar>> Несколько экспериментов с сорбито-сахарной карамелью на основе нитрата калия.
Serge77> Очень интересно!
Serge77> Ты упаривал вместе с ПАВ или добавлял его после упаривания?

ПАВ добавлялся в два этапа в уже готовые топлива.
Хотел заменить часть сорбита сахаром в надежде отказаться от катализатора, прикинув, что сахар чуть ускорит смесь, но пока минусов больше, чем плюсов.
При такой вязкости даже с ПАВ будет сложно залить длинный БС с L/D = 12...16 (именно залить, а не упаковать).
Прирост скорости горения незначителен, а значит снова есть риск, что трассер в БС может захлохнуть после выгорания основного заряда.
Изменение цвета - признак химической реакции. Сорбит более термостойкий, значит разлагается сахар, пусть там и 0.5% всего разложится, но мне такое топливо ни к чему.
Упариванием сорбитовой карамели 65/35 под вакуумом получил свои ранние результаты по скорости и вязкости, но без помола/просеивания селитры и просушки сорбита (исключены пылевые процедуры). По времени даже чуть быстрее. Шашки белые.

Sharovar> ПАВ добавлялся в два этапа в уже готовые топлива.

А упаривать с ПАВ не пробовал?
Раньше ты кажется писал, что при упаривании ПАВ разлагался, но другой.

Sharovar>> ПАВ добавлялся в два этапа в уже готовые топлива.
Serge77> А упаривать с ПАВ не пробовал?
Serge77> Раньше ты кажется писал, что при упаривании ПАВ разлагался, но другой.

Не помню, чтобы я писал о том, что ПАВ разлагается при упаривании. Мало того, упариваю во второй раз, в первый с натриевой селитрой, но там без пав. Сам SLES70 разлагается при температуре выше 200°С, с ним готовые топлива на сорбите после застывания и последующего разогрева своих свойств не теряют.
С ПАВ упаривать плохо - смесь сильно пенится и забивает вакууматор с патрубками намертво. Взболтать бутылку с шампунем или моющим для посуды - станет ясно о чём речь.
К тому же, добавив ПАВ на стадии приготовления топлива, невозможно взять референтные пробы без него из одного замеса.

Как именно ты упариваешь? Сразу в вакууме? Или сначала без вакуума, а досушиваешь в вакууме? Перемешивание?

Мне всегда нравилось качество топлив, полученных упариванием, но все они получаются густыми, механическая мешалка их не берёт по-хорошему, а без перемешивания не упаривается. Приходится мешать вручную, что муторно. Теперь думаю, что можно в конце упаривания, когда начинает загустевать, добавить ПАВ, топливо ожидится и мешалка будет справляться. Как думаешь?

Serge77> Как именно ты упариваешь?
Пока вся фаза жидкая - кипит под небольшим разрежением. Так вода быстрее выкипает при низкой температуре и крышка не забрызгивается топливом, обычно бульканье слышно - если шумит сильно, лишнее разрежение стравливается. На впускном патрубке, как у флейты, ряд небольших отверстий, чем больше отверстий закрыто, тем сильнее разрежение в системе.
По мере того, как топливо густеет, вакуум углуб**
Приходится постоянно снимать крышку и перемешивать топливо, поскольку из-за интенсивного испарения под вакуумом воды, верхняя часть топливной массы становится рыхлой и охлаждается ниже температуры плавления, в то время, как нижние слои топлива находятся в расплаве. Крышка без фиксации, достаточно стравить разрежение в системе и можно снять.
Когда после очередного снятия крышки вижу, что масса практически не вспучилась, даю максимальное разрежение и снимаю с огня.
Возможно, имеет смысл добавлять ПАВ на этапе, когда топливо загустеет и станет нетекучим, когда большая часть воды уже отогнана. Но я не пробовал. Добавка ПАВ в жидкую фазу, с которой не удалена вода, под вакуумом неизбежно приведет к вспениванию топливной массы парами воды.

Понятно. Надо будет попробовать с перемешиванием без вакуума с ПАВ, может сбудется моя мечта)

И сколько без вакуума колдовать над карамелью придётся?
С разрежением отгонка занимает до 10 минут, можно и быстрее, но не так аккуратно.

Sharovar> И сколько без вакуума колдовать над карамелью придётся?

С полчаса на полкило.
Колдовать нужно с вакуумом, тут нельзя отойти. А без вакуума - включил и оно само готовится. В это время готовлю формы для заливки.

Serge77> Колдовать нужно с вакуумом, тут нельзя отойти.
С горячей карамели в любом случае глаз не спускаю, что с вакуумом, что без.
***
1. Сорбитовая карамель состава 70/30 +25% сверху воды.
Упаривание под вакуумом при 130°С
1а. Скорость горения тестового столбика 2.35 мм/с, масса довольно вязкая, с большим трудом перемешивается.
1б. +0.025% sles70, 2.80 мм/с, ощутимое снижение вязкости и повышение пластичности, по консистенции как нежное пюре, но не текучее. Легко перемешивается шпателем.
1в. +0.050% sles70, 2.90 мм/с, самовыравнивающаяся поверхность, все пузырьки сами медленно всплывают, текучесть удовлетворительная, если прогреть сильнее - хорошая.
Во всех случаях образцы легко поджигаются, фронт горения очень ровный, без капель шлака, пламя бледно-фиолетовое, на конце слегка желтоватое. На холодной стальной пластинке конденсируется белоснежный налёт поташа. Спичка, внесённая в язык пламени, довольно быстро пережигается пополам.

2. То же самое состава 60/40.
2а. 2.45 мм/с, масса менее вязкая по сравнению с 70/30, но всё же довольно густая. Сложнее поджигается по сравнению с 70/30. Топливо более легкоплавкое. Пламя жёлтое, спичка не пережигается, только обугливается. На холодной стальной пластинке в одном месте конденсируется поташ, в другом - сажа.
2б. +0.025% sles70, сбой фронта горения. Образец поджигается, но при удалении источника огня сразу же затухает. На торце недогарка образуется чёрный лак (сажа). По консистенции примерно как (70/30 + 0.05% ПАВ).
2в. +0.050% sles70, достаточно текучий. С горением тоже отрицательный результат.

Итого:
1. Добавка ПАВ в карамельные топлива с ярко выраженным отрицательный кислородным балансом выступает в качестве ингибирующей добавки.
2. Введение ПАВ в карамельные топлива с положительным кислородным балансом выступает в качестве лёгкого катализатора.
3. Все топлива на базе сорбита и калийной селитры с содержанием сорбита от 30 до 40%, полученные методом упаривания, превышают по вязкости состав 65/35 сухого смешения с помолом селитры 85-250 меш. Добавка 0.05% ПАВ позволяет добиться текучести таких составов, полученных методом упаривания, но вязкость их всё-равно выше.
4. Составы, полученные методом упаривания, имеют значительно более высокую однородность в объёме по сравнению с топливами сухого плавления. Добавка ПАВ и последующее снижения вязкости расплава не приводит к осаждению селитры на дно посудины при отсутствии надлежащего перемешивания в случае топлив, полученных методом упаривания.

Ввиду вышесказанного, появляется возможность объяснить затухание трассера в бессопловых двигателях, заправленных 65/35 сорбитовой карамелью с ПАВ. Поскольку такие двигатели я заправлял трассером верх и оставлял в таком положении до отвержения, не исключён тот вариант, что после заправки топливо ещё некоторое время оставалось жидким, на протяжении которого часть селитры из верхней части заряда (трассер) успевала осесть в низкие пласты, и как результат состав трассера из 65/35 превращался в состав с более высоким содержанием сорбита, который, как выяснилось, в присутствии ПАВ теряет способность к стабильному горению при атмосферном давлении.
Поэтому теперь в составы с ПАВ селитры кладу больше.

Итог лета 2013г

Два отбракованных корпуса двигателей с натриевой карамелью.

В первом случае видно, что горение начинается постепенно, выходя на максимум, а во-втором случае хорошо заметно сразу же быстрый набор мощности и поддержание его на протяжении всего выгорания шашки.

Хотя бы удалось получить более-менее постоянный закон горения.
А вот до полностью готового двигателя пока не добрался из-за "мелких" проблем...

Sharovar> Есть основания считать, что гигроскопическая эвтектическая смесь нитратов при полном удалении воды из системы стремится забрать её из углевода.

Да, похоже.
Я делал составы с тройной смесью нитратов в разных соотношениях и сорбитом. Сначала упаривал воду из смеси нитратов, не экономя на температуре, потом охлаждал до 120-140 и прибавлял сорбит. Все составы получались страшно гигроскопичными, дальше работать не захотел, только поизмерял скорости горения.

Sharovar> Вчера столкнулся с занятной ситуацией.
Ты не первый.
В прошлом году делал испытания в специальном стенде, ломал тестовые палочки. Из сорбитовой карамели трескались как лед на много частей.
Снизу фото шашки с 10%сорбита, которая лежала летом в банке с силикагелем.

Вопрос не столько в хрупкости сорбитовой карамели, сколько в том, что сахар, по идее, не делает шашку эластичной, карамели на сахаре каменеют после остывания.
Логично предположить, что добавка сахара в сорбит должна была бы приволить к ухудшению пластических свойств связующего.
А тут немножко не так.
При температуре чуть выше комнатной хрупкость с добавкой сахара значительно снижается и это при том, что шашкам месяц уже.
Инфа, конечно, ещё будет перепроверяться, но вот факт зафиксирован.
Пока единственное, чем могу это объяснить — частичный гидролиз сахарозы на глюкозу и фруктозу, всё-таки упаривание предполагает достаточно продолжительный нагрев и кипячение.

Sharovar> При температуре чуть выше комнатной хрупкость с добавкой сахара значительно снижается и это при том, что шашкам месяц уже.
У неё не хрупкость снижается, а она просто ведет себя как густая смазка с песком, то есть медленно деформируется, проявляя свойства жидкости.
А при ударе рассыпается.