Твердые ракетные топлива карамельного типа ХII

Саша, посмотри, как ты споришь:

Xan>> В твоей формуле её нет.
SashaMaks> Нет, она есть в PROPEP.

Что я тебе могу ответить, используя формальную логику, а не эмоции?

Pashok> Порциально. Вообще более менее оптимален оказался шаг в 10% при общем 30%-м содержании сорбита. Добавил 10% упарил по максимуму воду, потом еще 10 - опять по максимуму упарил. Затем добавляешь оставшиеся 10%, размешиваешь и все. Топливо готово.
Какова цель разбивки добавления сорбита на несколько порций?
Прикидываю, что в вязкой среде образуются более мелкие кристаллы окислителя, это должно улучшать реологические свойства топлива.
Но не понимаю двухстадийность процесса, ведь если в системе остаётся вода, то добавка сорбита затрудняет её удаление, только понижая концентрацию, тем более, с разбивкой на несколько доз.
Кальциевая селитра нейтральной реакции. С пробой Несслера результат отрицательный.
С натриевой уже наигрался, хотелка кальциевую просит.

Xan> Что я тебе могу ответить, используя формальную логику, а не эмоции?

Например вот это:

Xan: "Формула УИ' = УИ * SQRT(1 - k) в общем случае неверна. Точка."
Xan: "Это я математически политкорректно сказал "в общем случае неверна"."
Xan: "Ещё проще — нихера не верна. :D"

Xan> Я математику не люблю и не знаю.

Там всё просто. Сложнее догадаться, как рассчитать соотношения количеств компонентов в смеси при минимизации энергии Гиббса.

Sharovar> Но не понимаю двухстадийность процесса, ведь если в системе остаётся вода, то добавка сорбита затрудняет её удаление, только понижая концентрацию, тем более, с разбивкой на несколько доз.

При упаривании на первой стадии, если добавить 10-15% сорбита то происходит кристаллизация и процесс упарки идет нормально, после доведения до 20% можно удалить почти всю воду, потом добавляются оставшиеся 10%; и топливо готово. Если вбульбенить весь сорбит сразу то кристаллизации может не произойти и воду всю удалить из топлива не удастся - оно будет перегреваться, пениться и т.д. Эту методу я составил не просто так, это ресультат многих десятков опытов. Попробуй добавить сорбит как я описал и в одну стадию, а потом напиши, что вышло.

Буду упаривать под вакуумом, поэтому вся вода уйдет с первого раза и с 10% сорбита в смеси.
Чревато чем-то?

Sharovar> Буду упаривать под вакуумом, поэтому вся вода уйдет с первого раза и с 10% сорбита в смеси.
Sharovar> Чревато чем-то?

Метода отрабатывалась для атмосферного давления, топливо весьма жидким получается, так что незнаю насколько вакуум необходим именно для этого состава. Но если под вакуумом с первыми 10-ю процентами улетит вся вода - может сильно загустеть. Кроме того сбрасывать вакуум что бы добавить очередную порцию сорбита думается не вполне технологично. Так что под вакуумом можешь попробовать добавить или 20% сорбита сразу а потом 10 или сразу 30. И еще попробуй сварить без вакуума, может и усроит.

Вакуум интересен сокращением времени на приготовление и возможностью работать при более низкой температуре.
Насколько помню, кальциевая селитра всю кристаллизационную воду отдаёт где-то при градусах 190-200°С
Страшновато греть до такой температуры, а оставлять влагу не хочется, иначе энергетика сильно теряется за счет теплоты испарения самой воды.
Кусочек топлива стандартной карамели, положенный свободно, в конце горения срывается с места. Возможно, обратил внимание, кальциевая карамель в таких же условиях старается улететь или сгорает на месте? Просто тестовые навески кальциевой карамели (без цитрата) менее грамма у меня сгорали практически без дыма и запаха, но это было больше похоже на высокоскоростное тление, чем шипение с реактивной тягой.

Sharovar> Вакуум интересен сокращением времени на приготовление и возможностью работать при более низкой температуре.

Тут да, вопросов нет.

Sharovar> Насколько помню, кальциевая селитра всю кристаллизационную воду отдаёт где-то при градусах 190-200°С

Вот незнаю, вроде при температуре ок 100градусов отдает всю, но точно не помню уже. Топливо я явно выше 150-160 не грел. Мало того грел только состав максимум с 20-ю процентами сорбита, последние 10 добавлял уже сняв емкость с нагрева. Этим кстати тоже обеспечивается большая безопасность процесса.

Sharovar> Кусочек топлива стандартной карамели, положенный свободно, в конце горения срывается с места. Возможно, обратил внимание, кальциевая карамель в таких же условиях старается улететь или сгорает на месте? Просто тестовые навески кальциевой карамели (без цитрата) менее грамма у меня сгорали практически без дыма и запаха, но это было больше похоже на высокоскоростное тление, чем шипение с реактивной тягой.

Да кальциевая карамель без добавок ацетата или цитрата натрия горит именно как будто тлеет - шлак остается на месте. Добавки же цитрата или ацетата в корне меняют картину горения, весь шлак сдувает в дым кусочки даже достаточно тяжелые летают весьма резво.

Сварил по методике.
50% раствор нитрата кальция (65% в перерасчёте на безводную селитру)
25% раствор цитрата натрия (натрий лимоннокислый, трёхзамещённый) (5% в перерасчете на безводный цитрат)
30% сорбита.
Сначала сливал растворы. Раствор помутнел. Затем добавил 10% сорбита. При нагревании осадок не растворился, при кипении тоже, зато кипел мягко, без толчков.
После отгонки воды добавил ещё 10% сорбита, консистенция до этого была мягкой, но не текучей.
Попробовал отогнать воду с 20% сорбита, но было сухо, добавил оставшиеся 10% сорбита.
Смесь стала более прозрачной. Текучесть отменная. При охлаждении сразу стеклуется.
Скорость горения тестового столбика высотой 70 мм диаметром 12 мм получилась 2.63 мм/с
Часть шлака вылетела и осела белоснежным снегом в радиусе метра, около трети осталось в бронировке.
Дыма и запаха практически нет, пламя еле-еле жёлтое, высотой около 50 мм, сточенное под сужающийся конус.
В двигателе ещё не пробовал.

Sharovar> В двигателе ещё не пробовал.

И не проверяй. Либо вода не вся улетела, либо нитрат кальция нитрат аммония содержит. Прокали - проверь. Скорость горения не менее 5,5мм/сек должна быть.
И вообще проверь чистоту нитрата кальция - прокали до постоянной массы. Там может быть и не тетрагидрат на который ты считаешь.

Sharovar> Скорость горения тестового столбика высотой 70 мм диаметром 12 мм получилась 2.63 мм/с

Очень мало.
Я упаривал смесь нитрата и сорбита (сразу всего), вода полностью уходит при 170-175С. Чистый нитрат отдаёт всю воду при 180-190 (замерял). Т.е. сорбит немного облегчает отгонку воды, замещая воду в координационной сфере кальция.
Скорость горения 4-5 мм/с (не помню точно), шлак весь улетает, но недалеко, тонкого дыма мало.
В тестовом двигателе шашка около 100 г сгорела, не выдав наружу никакого дыма. Весь шлак остался внутри в виде плотного блока по форме шашки.

Sharovar>> В двигателе ещё не пробовал.
Pashok> И не проверяй. Либо вода не вся улетела, либо нитрат кальция нитрат аммония содержит.
Нашёл мочевину в кальциевой селитре, пишу кляузу поставщику, это была "чда".
Сколько её там не мерял, буду искать чистый реактив и тогда уже попробую снова.

Sharovar> ...но общее правило такого — чем выше температура, тем выше эффективность излучения, а при охлаждении до определённой точки процесс излучения прекращается.

Не удержался и решил приготовить из собственного полученного НК калиевую карамель с фруктозой и серой НК-Фр-S (60-35-5). В целом результат понравился. НК явно менее гигроскопичен, чем НН. Легко размололся в кофемолке в пылевидную фракцию, у НН этот процесс идёт несколько труднее. Красивое пламя белого цвета с фиолетовой каймой.

В целом весь процесс приготовления состава ничем не отличается от такого же на НН. Вот только чистота полученного НК, даже с тщательной промывкой, из-за которой я потерял больше половины целевого продукта, оказалась ниже, чем чистота полученного НН. Примеси аммониевых солей в следовых количествах, таки дали о себе знать, через 10мин нагрева, зачернив карамель.

Колбаса диаметром 8мм и длиной 20мм сгорела примерно за 10сек с 10см красивым бело-фиолетовым хвостом пламени. На воздухе поджигается примерно так же, как и натриевая карамель.

Хотел было померить скорость горения и плотность, но состав начал чернеть и было уже не до взвешивания, скорее бы запихать то, что ещё не почернело в гильзу. Остатки собрал и просто сжёг. Но вот в бумажной трубке диаметром 16мм это топливо постоянно гасло, как я ни старался его поджигать вновь и вновь, хотя в свободном состоянии горело очень даже устойчиво.

Всё сгорало полностью, шлака не было, только легкий угольный налёт оставался. А то, что гасло периодически в гильзе наводит на мысль о повышенном удельном газообразовании и соответственно увеличении отвода тепла от горящей поверхности. Надо будет попробовать всё повторить, но уже без серы...

SashaMaks> Вот только чистота полученного НК, даже с тщательной промывкой, из-за которой я потерял больше половины целевого продукта, оказалась ниже, чем чистота полученного НН.

Как получить чистый, я уже писал.

Проверить на наличие следов аммония можно так:
Насыпать в пробирку продукта;
прилить 10% (примерно, можно больше) раствор щёлочи, немного, капли, только увлажнить продукт;
взять увлажнённую индикаторную бумагу и подержать внутри пробирки не касаясь стенок. Или носом понюхать.
Можно пробирку подогреть, если хочется большей чувствительности.

Индикаторную бумагу, если нет готовой, можно сделать, пропитав бумажку спиртовым раствором фенолфталеина (аптечного пургена).

Можно просто взять щепотку продукта, ещё меньше щёлочи (раз в десять) и каплю воды. И нюхать.

Xan> Как получить чистый, я уже писал.

Я помню, только там больше по части, как уменьшить потери. Я имел в виду, что этот НК всяко грязнее НН, что я получал по содержанию в них аммониевых солей. НН после первой пробы получения был отправлен на доочистку из расчёта остатка в нём 0,5% НА, после чего реакция на аммониевые соли в НН стала отрицательна. Т.е. фактически общая чистота НН стала где-то ±0,25%. И то основная примесь карбонаты натрия.

Xan> Проверить на наличие следов аммония можно так:

Тут не проверять нужно, а убрать их для облегчения работы с фруктозой, возможно той же содой. Думаю, те же 0,1-0,2% натриевой соды не повредят. А если проводить аналогию по степени реакционной способности на разложение сахара, то количество примеси аммониевых солей в НК сейчас составляет примерно не более 0,5%. Точно можно было бы узнать, если провести доочистку содой и желательно в больших количествах НК, как я это делал с НН. Но я вряд ли это буду делать, так как столько всё равно получать не собираюсь, да и можно всё успеть сделать сразу, не дожидаясь пока чернеть начнёт. Это я просто с колбасой игрался и прозевал)))

SashaMaks> как уменьшить потери.
Применяй каскадную очистку как я. Если наладить правильную работу с остатками как говорит Xan с помоями, то потери можно свести до 10-20% максимум для качества ХЧ. Правда, все это очень трудоемкое занятие. Может придумать альтернативный вариант для твоих объемов. Лучше всего купить мешок удобрения.

SashaMaks> Надо будет попробовать всё повторить, но уже без серы...
Пробовал когда-то состав НК - фруктоза 65 - 35. Горит чуть медленнее чем с сорбитом. В БС, визуально, разницы вообще не заметил.
Но с сорбитом (у меня) воду вообще не тянет, а с фруктозой тянет через бытовые п/э пакеты аж бегом.

Voldemar> Пробовал когда-то состав НК - фруктоза 65 - 35. Горит чуть медленнее чем с сорбитом. В БС, визуально, разницы вообще не заметил.

С серой тоже несколько медленней получилось, хотя очень субъективно где-то 2мм/с.

Voldemar> Но с сорбитом (у меня) воду вообще не тянет, а с фруктозой тянет через бытовые п/э пакеты аж бегом.

Это уже не важно, проблема решённая. И сейчас как-то процесс этот затормозился, летом видимо влажность выше.
Главное, что нужно - это состав, который сможет гореть в разрежённой атмосфере. Т.е. мне нужен воспламенительный и зажигательные составы на НК для второй и третьей ступеней ракет.

Этот состав с серой сразу отметается, так как он уже при атмосферном давлении гас в трубке. Далее буду действовать по общим правилам:
1. Уменьшать удельное газообразование, чтобы снизить тепло отток с горящей поверхности.
2. Уменьшать скорость горения, чтобы снизить тепло отток с горящей поверхности.
3. Увеличивать содержание конденсированной фазы в продуктах сгорания, чтобы снизить тепло отток с горящей поверхности.

Соответственно следующий шаг №2 тот же состав без серы.

SashaMaks> Колбаса диаметром 8мм и длиной 20мм сгорела примерно за 10сек с 10см красивым бело-фиолетовым хвостом пламени.
Я смотрю у вас там снег уже имеется. Могу предложить простой, но довольно интересный эксперимент с ненужной (запасной?) тестовой колбаской. Найди слой снега сантиметров десять толщиной, подожги столбик, дай уверенно разгореться, и брось её в этот снег. Образец забронируй, или просто покрась какой-нибудь неводной краской.

С момента входа горящего образца в мини-сугроб и до его полного сгорания из снежной дырочки не выйдет ни самой малой струйки дыма. Опыт желательно проводить днём. Я проделывал такой фокус с тестовым образцом сахарной карамели 10 х 50, катализированной железноокисным пигментом. Топливный столбик был окрашен акриловой эмалью в аэрозольном исполнении (не водной). Горение образца подтверждало только громкое шипение, доносящееся из снега.

SashaMaks> Соответственно следующий шаг №2 тот же состав без серы.
Смысл моего предыдущего сообщения в том, что состав НК - Фр, очень похож по свойствам на стандартную сорбитовую карамель.
У тебя очень грязный НК, с разными партиями будут разные результаты.
Чем не устраивает термит?

Voldemar> У тебя очень грязный НК, с разными партиями будут разные результаты.

Ой, да я знаю, что он очень грязный. Целых 0,5% аммониевых солей. Ужас! Но я этого точно не знаю, как ты. Хотя если оценивать этой примесью, то получение НК из его хлорида и НН будет давать более чистый НК, хотя примесей будет столько же. Ну и конечно же можно до усёру в мой адрес говорить про невоспроизводимость технологии, когда нет измерительных средств. Но я не буду махать своими корочками и говорить, что это от меня зависит, какой ХЧ продукт будет у химиков...

Но если так принципиально всё, то я ведь могу и ХЧ достать, на раз без проблем. На той же кафедре химии института (она, кстати, находится рядом с кафедрой математики). Но я всё равно ничего не докажу.

Voldemar> Чем не устраивает термит?

Очень трудно зажигается. Нужны мощные зажигательные устройства вроде больших конденсаторов, которым требуется подпитка на месте, что применить в многоступенчатой ракете проблематично. Горит очень быстро и не факт, что подожжёт топливо, скорее всего будет мощный пшик и всё.

Non-conformist> С момента входа горящего образца в мини-сугроб и до его полного сгорания из снежной дырочки не выйдет ни самой малой струйки дыма.

Хорошая мысль использовать снег в качестве поглотителя. Но, видишь, давления не как в двигателе и не воспроизводимый процесс. В итоге "ничего не будет видно"...

SashaMaks> Целых 0,5% аммониевых солей. Ужас! Но я этого точно не знаю, как ты.
Зацепило таки.
Сварил НК-Фр-S, 60-35-5.
Горит отменно, как отдельным куском так и в бумажной трубке вн. диаметром 12 мм. Горение устойчивое, с лёгким шипением, пламя полупрозрачное голубоватого цвета, есть небольшое к-во мелких искр (вероятно, сера полностью не сгорает). Поджигается немного хуже обычной карамели (газовая горелка), от стопина заводится без проблем. Скорость сгорания 2,2 мм/сек.
НК технический (удобрение). Фруктоза и сера - пищевые.
*****
У тебя примесей выше крыши, отсюда и неправильный результат. Т.е. на результат, который ты получил с этим составом, опираться нельзя.

Voldemar>> Чем не устраивает термит?
SashaMaks> Очень трудно зажигается.
Железный сурик с ПАП заводится от стопина.
Можно попробовать чем либо связать, немного, процентов 3 - 5 связки.

Voldemar> Сварил НК-Фр-S, 60-35-5.
Voldemar> Горит отменно, как отдельным куском так и в бумажной трубке вн. диаметром 12 мм.

А как варил?