Миниморум, часть 3

pokos, а ты в Москве?.. Может, найдётся время пересечься и поконкретней предлагаемую схему нарисовать?

Я не в Москве, рядом. Бываю в Москве довольно часто, но время обычно сильно ограничено. Следующий визит расписан почти по минутам. Есть, конечно, огромное желание с вами пообщаться очно, но возможность моего визита в столицу зависит ныне не только от меня.
А нарисовать, оно можно, завтра принесу картинку.

Serge77>А может быть заменить керосин на метанол? С 10% ацетата марганца - самовоспламенение. Не помню, керосин выбран из-за безопасности, чтобы не образовывалось взрывоопасных растворов?
Керосин не ядовит, дешев, легко доставаем в больших количествах. Один недостаток - ацетат марганца не растворяет. А этанол не пойдет?
У меня есть немного маслянной кислоты, модет соберусь с духом и попробую сделать бутират (так вроде).
Serge77>Хотя наверное время от времени нужно делать там что-то типа напоминания об этом проекте.
Обязательно, большими красными буквами. Вдруг еще кто-нибудь вроде меня все проспит.

Ну, не знаю, может быть, каким-либо Указом ВЦСПС его запрещено от ФГ относить.

 

Пламя начинается у ФГ, так как спецфорсунка входит в ФГ. Ну или перемешанные в спецфорсунке компоненты идут из ФГ. Вот этот поток и сбить основным потоком компонентов, перекиси, скажем.

Вы же ФГ, вроде бы, на пересекающихся струях хотели делать?

 

Тут некое колебание . Мы тут посмотрели на парочку изделий... и обдумываем двухкомпонентные форсунки с внутренним смешением как более простые к изготовлению ) . Ну, не совсем так, но посчитать вариант хочется - и даже нужно, чтобы предметно оценить достоинства и недостатки.

В двух словах, используется идея, описанная в Саттоне как аэроджетовская - несколько фрезерованных дисков, свариваются в бутерброд со внутренними каналами. Может быть проще, чем делать отдельно форсунки, которые потом впаивать в головку.

Возвращение на землю в целости, конечно, требуется ракета недешёвая, надеемся её (когда она будет ) неоднократно запускать. Да и внешний поджиг как раз - отчего бы нет... его мы тоже обдумываем...

Наши сборы чаше всего - на востоке Москвы. Хотя и в заранее непрогнозируемые моменты ...

GOGI>Керосин не ядовит, дешев, легко доставаем в больших количествах. Один недостаток - ацетат марганца не растворяет.

Намного более важный недостаток - гораздо худшая воспламеняемость и окисляемость.

Но у метанола тоже большой недостаток - образование сильновзрывчатых растворов с перекисью.

GOGI> А этанол не пойдет?

Не знаю, почему-то в патенте описан именно раствор в метаноле. Может быть ацетат марганца в этаноле плохо растворяется.

GOGI>У меня есть немного маслянной кислоты, модет соберусь с духом и попробую сделать бутират (так вроде).

В сиккативах используют октоаты металлов, видимо это оптимум по растворимости в бензине-керосине. Я делал стеарат меди, он практически ни в чём не растворяется. Ацетат меди - более-менее в метаноле.

avmich>Тут некое колебание . Мы тут посмотрели на парочку изделий... и обдумываем двухкомпонентные форсунки с внутренним смешением
avmich>В двух словах, используется идея, описанная в Саттоне как аэроджетовская - несколько фрезерованных дисков, свариваются в бутерброд со внутренними каналами.

А я видел рисунок похожей форсунки, но с внутренним центробежным смешением. Т.е. она внутри полая, а компоненты подаются внутрь по касательной к окружности, в одном направлении, получается вихрь. На выходе из форсунки получается конус распыления, примерно по тому же принципу работают некоторые распылители на поливе газонов.

Для такой форсунки очень хорошо бы в керосин добавить какой-то ПАВ, чтобы легко образовывалась тонкая эмульсия.

А если фрезерованные диски, то лучше серебряные, чтобы перекись начала быстрее разлагаться.

Serge77>Не знаю, почему-то в патенте описан именно раствор в метаноле. Может быть ацетат марганца в этаноле плохо растворяется.
А может потому что себестоимость метанола намного ниже.
Serge77>В сиккативах используют октоаты металлов, видимо это оптимум по растворимости в бензине-керосине. Я делал стеарат меди, он практически ни в чём не растворяется. Ацетат меди - более-менее в метаноле.
А что такое октоаты? Это то что я называю резинатами? Стеараты кальция, натрия, алюминия, цинка - все растворяется в бензине, причем кальций, натрий и алюминий точно неограниченно. Почти не растворяются холодные стеараты в которых вода есть.
Кстати, я вот стеарат марганца сделал, но он сильно загрязнен стеариновой кислотой и продуктами окисления (кстати, во что такое с отвратительным запахом она окисляется). Если я омылю кислоту щелочью, она со стеаратом не будет взаимодействовать?
Насколько адекватны будут результаты по катализу, если я буду использовать 38% перекись (другой нет, а концентрировать дома я что-то не хочу).

Именно центробежные двухкомпонентные со внутренним смешением и оцениваются.

Еще раз поговорил с монтажниками.
Да, фосфорный припой используют во многом из-за дешевизны и простоты технологии. Но качество от этого если и снижается, то незначительно. На практике так паяют трубы, которые будут работать под давлением неск. атмосфер, температура до 80о + гидродинамические удары. Срок эксплуатации 20-30 лет.

Вот, собстно, зажОжная форсунка. Акробат, козёл, напрочь отказался рисовать русские буквы, поэтому поясню словами.
Форсунка ввинчивается в тело ФГ. Компоненты подаются по капиллярам, высверленым в теле ФГ. Внутри форсунки имеется таблетка катализатора. Наилучший вариант, думаю, - это таблетка из металлической стружки или гранул, полученная термоэлектрическим спеканием. Расход компонентов должен быть таким, чтобы фронт горения находился сразу за таблеткой.
Снаружи форсунка имеет кольцевые пазы, которые используются для торможения набегающих потоков компонентов. Заодно, форсунка лучше охлаждается.
При простоте конструкции факел такой форсунки практически незагасим.
Есть, конечно, вариант использовать для зажигания совсем другие компоненты, не нуждающиеся в катализаторе, например, школьный скипидар и азотку. Всего-то килограмм понадобится, от силы.

Про центробежные смесители меня сомнения берут. При той скорости компонентов, что у вас, запросто может получиться не смеситель, а сепаратор. Плотности жидкостей сильно разные, а самое главное - жидкости не растворяются одны в другой.

Что касается пайки. Наплывы припоя делать не нужно, однозначно. Это почти не увеличивает прочность шва, зато расход припоя увеличивается многократно. Рекомендую сначала покрывать одну из спаиваемых поверхностей припоем с небольшим избытком. Потом обе поверхности непосредственно перед пайкой флюсуется. Собирать всё это дело лучше на обечайке с зажимным приспособлением, иначе трубки у вас пойдут вразнобой, будет хрен знамо что, потому что равномерно прогреть трубки паяльной лампой практически невозможно. Думаю, что лучше спаять две половинки КС, а уж потом впаять туда ФГ и спаять их вместе - это всё за один приём.
И одно простое правило при пайке: припой бывает лишний, а флюс - нет.

Как я понял, содержимое PDFа такое:

Теперь - комментарии.

Катализатор действует на перекись. Только на перекись. Поэтому обычно делают так: перекись пропускают через катализатор, она разлагается на пар и кислород, а потом в поток горячего кислорода подают керосин.

Если перекись и керосин сначала смешать, а потом начать пропускать через катализатор, то керосин начнёт гореть по мере разложения перекиси - прямо в катализаторе. Что приведёт к повышению температуры, давления... и взрыву. Поэтому керосин нужно добавлять позже.

Чтобы разложить перекись, нужно некое определённое количество катализатора. Оно часто измеряется в килограммах, необходимых для того, чтобы разложить килограмм перекиси в секунду. Величина немаленькая, порядка сотен грамм на килограмм в секунду. Если общий расход - 3,5 кг перекиси в секунду, а форсунок 20, то на одну придётся 175 грамм, и катализатора понадобится грамм 30. Это количество должно поместиться. Альтернативой, конечно, сделать форсунку с заметно меньшим расходом, чем в среднем.

Наилучший вариант, думаю, - это таблетка из металлической стружки или гранул, полученная термоэлектрическим спеканием.

 

Термоэлектрическое спекание - это как? Нам обязательны варианты, которые технологически мы можем сделать; иногда даже приходится отказываться от соблазнительных вариантов просто потому, что они нам не по плечу с этой точки зрения. Так что давайте объяснения, как это делается.

Расход компонентов должен быть таким, чтобы фронт горения находился сразу за таблеткой.

 

То есть, перекись должна быть разложена полностью. И потом подожжён керосин.

Снаружи форсунка имеет кольцевые пазы, которые используются для торможения набегающих потоков компонентов. Заодно, форсунка лучше охлаждается.

 

То есть, предполагается, что вдоль ФГ есть потоки компонентов? Обычно компоненты идут перпендикулярно ФГ - плюс-минус некий угол отклонения, но не вдоль. Поэтому пазы непонятны.

Про центробежные смесители меня сомнения берут. При той скорости компонентов, что у вас, запросто может получиться не смеситель, а сепаратор. Плотности жидкостей сильно разные, а самое главное - жидкости не растворяются одны в другой.

 

Ни плотность, ни растворимость роли не играют. Играет механическое измельчение струи и перемешивание капелек. Чтобы, когда они испарялись, оба компонента были рядом. Для ЖРД это обычная практика.

Насчёт пайки. Мы оба держали в руках паяльник - для электронных компонентов - и опыт пайки мягким припоем имеем. Поэтому нас больше интересуют отличия при работе твёрдым припоем. . У нас примерно такие же планы по пайке, так что тут мнения сходятся.

Думаю, что лучше спаять две половинки КС, а уж потом впаять туда ФГ и спаять их вместе - это всё за один приём.

 

Что именно за один приём? Одним приёмом спаиваются две половинки рубашки, это да. Потом, другим одним приёмом, припаивается ФГ. У нас план такой.

avmich>Поэтому керосин нужно добавлять позже.

 

Фактически, он будет смешиваться с перекисью внутри таблетки.

avmich>...а форсунок 20, ....сделать форсунку с заметно меньшим расходом, чем в среднем.

 

Именно, с меньшим расходом.

avmich>Термоэлектрическое спекание - это как? :

 

Ничего сложного. Нужны тиски, керамический стакан, металлический или медно-графитовый плунжер по внутреннему диаметру стакана, источник тока ампер на 20-200, в зависимости от сечения таблетки и материала. Стружка засыпается в стакан, прижимается плунжером, даётся ток. В местах точечного контакта стружек происходит сварка. Потом несварившиеся стружки вытряхиваются - таблетка готова. После небольшой тренировке на кухне получается нормально. Единственно, если критично окисление материала, нужно продувать инертным газом перед процессом.

avmich>То есть, перекись должна быть разложена полностью. И потом подожжён керосин.

 

Не обязательно. В каналах таблетки скорость потока будет такой большой, что смесь не успеет в ней сгореть и на 5%. Кроме того, металлическая таблетка интенсивно отбирает тепло у смеси. Хорошо гореть будет только после таблетки, если правильно подобрать подачу компонентов.

Обычно компоненты идут перпендикулярно ФГ - плюс-минус некий угол отклонения, но не вдоль. Поэтому пазы непонятны.

 

Перпендикулярно ФГ - это значит ВДОЛЬ форсунки. О чём и речь. Чтобы потоком не отрывало факел от форсунки и необходимы тормозные пазы. Возможно, что последний порог перед соплом форсунки нужно будет ещё увеличить, чтобы получился некий щиток.
a

avmich>Ни плотность, ни растворимость роли не играют. Играет механическое измельчение струи и перемешивание капелек.

 

Боюсь, что это не правда. Ведь чтобы хорошо смешать керосин с водой нужен ультразвуковой миксер. При этом такая эмульсия легко разделяется центрифугированием. Если в ФГ будет только газовая фаза, то, понятно, разговор уже другой.

Ещё раз, смешивать перекись с керосином до или внутри катализатора нельзя. Ну, про то, что скорость потока в таблетке катализатора будет гораздо меньше 5 м/с, я уж молчу, как и про то, что металлическому катализатору некуда отдавать забранное тепло... А то, что в ЖРД напропалую используют центробежные двухкомпонентные форсунки - не сомневайся точно так, причём центробежные форсунки вообще ещё и предпочтительнее струйных, как правило... И компоненты вполне себе жидкие.

Да, пазы у тебя нарисованы для потока вдоль ФГ, а не вдоль форсунки, поэтому и вопросы возникли .

А смешивать кислород с водородом в гремучей пропорции до горелки можно? А потом подать его на 2 метра по трубопроводу?

 

В ЖРД так не делают.

И это правильно, потому что локальная скорость там будет на порядок больше скорости в трубопроводе.

 

Если общее сечение канала сузить - будет велико гидросопротивление, и потери давления на катализаторе, что плохо. Если не сужать - то течь будет медленно, так как расход - вещь постоянная. Но, в любом случае, если керосин уже подмешан - взрыв будет прямо в катализаторе.

Что они используются, не сомневаюсь ни капли. Сомневаюсь только, что они используются для смешения топлива типа керосин/перекись.

 

Ну, жидкий кислород с керосином тоже отличаются по плотности на десятки процентов. И ничего, ЦБ форсунки в ходу. С перекисью тоже с этой стороны проблем нет вроде бы.

GOGI>А что такое октоаты?

Соли октановой кислоты С7Н15СООН
Резинаты - это соли канифоли.

GOGI> Стеараты кальция, натрия, алюминия, цинка - все растворяется в бензине, причем кальций, натрий и алюминий точно неограниченно.

Может быть это в горячем неограниченно? Есть точные данные?

GOGI>Кстати, я вот стеарат марганца сделал, но он сильно загрязнен стеариновой кислотой и продуктами окисления (кстати, во что такое с отвратительным запахом она окисляется).

А как ты узнал, что ты получил именно стеарат марганца?

Окисляется наверное в низшие карбоновые кислоты, у них запах не очень приятный.

GOGI> Если я омылю кислоту щелочью, она со стеаратом не будет взаимодействовать?

Не понял, что ты имеешь в виду.

GOGI>Насколько адекватны будут результаты по катализу, если я буду использовать 38% перекись

С такой загораться точно не будет. Значит можно провести только качественное сравнение: сделать разные катализаторы и сравнить их действие, выбрать лучший.