Pashok: Все сообщения за 04 Июня 2010 года

 
ПнВтСрЧтПтСбВс
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30

Pashok

опытный

Всем доброго времени суток, пришел я к вам поделиться некоторыми разработками в области карамельных топлив. Сначала совсем чуть чуть предыстории что бы было понятно что к чему. Сам я всегда увлекался химией, так что ракетомоделизм начался с разработки новых топлив, да и еще сразу зацепили меня бессопловые двигатели, для которых нужно быстрогорящее топливо. От сюда и начались разработки которые пошли в двух на правлениях. Литьевое топливо карамельного типа и смесевое топливо с органическим связующим и смешанным окислителем. В обоих направлениях были получены положительные результаты. Пока речь пойдет о карамельном топливе.
Для него был выбран в качестве окислителя нитрат кальция, в качестве горючего сорбит. Но по началу ровным счетом ничего не получалось, так как если готовить топливо по стандартной для калийносорбитовой карамели схеме, то не удается удалить большое количество воды и топливо обладает крайне низкими характеристиками, как то исключительно низкая скорость горения, настолько низкая, что сгорая в двигателе такое топливо не может выбросить через сопло собственный не очень прочный шлак. От сюда родилась главная проблема, Как удалить воду из данного топлива, после месяцев работы она была успешно решена, далее я приведу составы и способы изготовления топлив на основе нитрата кальция. А пока перечислю их основные отличия от Карамельных топлив на нитрате калия.
- Значительно больший удельный импульс (180-190(для не содержащих алюминий) против 150-155) Практически равный УИ реальных ТРТ на нитрате аммония и органической не активной связке без содержания металлов и др энергетических материалов
- Большая плотность (от 1,85 для топлив с сорбитом в качестве основного горючего до 2-2,05 для топлив с бензоатами натрия и аммония в качестве основного горючего), с добавкой алюминия плотность так же растет
- Большие скорости горения от 3,5-4мм/сек для простого сорбитного топлива до 7-8мм/сек для топлив с включением других эвтектикообразующих окислителей и горючих без введения дополнительных катализаторов горения.
- Значительно большая механическая прочность по сравнению с калийносорбитовым и калийносахарным топливом
- Значительно большая текучесть (от консистенции сгущенного молока для наиболее вязких составов до консистенции растительного масла для наименее вязких)
- Более простая и более безопасная технология изготовления этих топлив
- Минусом является большая гигроскопичность, но данная проблема была полностью решена приемами простой гидроизоляции топливных зарядов
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

А вот собственно составы:
1) простое кальциевосорбитное топливо имеет пропорции нитрат кальция 67% сорбит 33%, готовится следующим образом:
- Взвешивается 100гр тетрагидрата нитрата кальция и 10гр сорбита и все это варится до почти полного прекращения кипения (смесь становится как густая сгущенка), далее прибавляется еще 5% сорбита, после чего кипение продолжается, по окончании кипения вводится остальной сорбит (18гр) топливо перемешивается, можно добавить окись меди (она улучшает текучесть смеси вследствии того, что способствует укрупнению пузырьков газа в топливе и выведению их из него, а так же понижает температуру воспламенения топлива и несколько ускоряет его).
- Характеристики топлива:
- Плотность – 1,85; расчетный удельный импульс 190с; текучесть средняя (зависит от процента оставленной в топливе воды); прочность большая по сравнению с др. карамельными топливами; скорость горения 3,5-4мм/сек; практически беспламенно; малодымно; растворимо в воде и весьма гигроскопично.
2) кальцийсорбитное топливо с добавкой нитрата натрия состоит из 60-62% нитрата кальция; 5-8% нитрата натрия и 30-35% сорбита. Готовится следующим образом:
Берется 88-91гр тетрагидрата нитрата кальция, 5-8гр нитрата натрия и 10гр сорбита все варится до сильного сгущения смеси и практически полного прекращения ее кипения, далее прибавляется еще 5гр сорбита после чего смесь заметно разжижается и кипение возобновляется, после того как оно практически прекратится, добавляется остальной сорбит (15-20гр) смесь размешивается, можно ввести окись меди или железа (с той же целью что и в первый состав).
- Характеристики топлива аналогичны характеристикам первого состава за исключением значительно большей текучести и скорости горения 4,5-5мм/сек.
3) кальцийсорбитное топливо с добавкой цитрата состоит из 65% нитрата кальция, 5% цитрата натрия (в готовом топливе содержится в основном нитрат натрия и малорастворимый цитрат кальция в равновесии) и 30% сорбита. Готовится следующим образом:
Берется 130гр 50%-го раствора нитрата кальция и смешивается с 20гр 25%-го р-ра цитрата натрия, ставится на нагрев (сначала выпадут хлопья цитрата кальция, потом они растворятся), добавляется 10гр сорбита и вода упаривается, далее как и в рецепте 2.
- Характеристики топлива аналогичны составу 2 за исключением несколько большей скорости горения 5-6мм/сек.
4) Кальцийсорбитное топливо с добавкой ацетата натрия состоит из 65% нитрата кальция, 5-15% ацетата натрия и 20-30% сорбита. Готовится следующим образом:
Берется 95,6гр тетрагидрата нитрата кальция и 15гр сорбита варится как и в первом рецепте, далее добавляется 20гр заранее приготовленной совместным измельчением смеси сорбит-ацетат натрия в разных пропорциях (сорбита от 5 – 15гр; ацетата 5 – 15гр) в зависимости от целей – больше ацетата ниже текучесть но выше скорость горения, сорбита наоборот. Далее как и в предыдущих составах может добавляться окись металла.
Характеристики как и у первого состава за исключением большей скорости горения 7-8мм/сек.
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Вот видео горения топлива состава Нитрат кальция 65% сорбит 30% ацетат натрия 5%

 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

вот сработка бессоплового мотора с ЛД11,6 КН начальным 140 и КН конечным 46, масса топлива 480гр, дальность съемки 25 метров YouTube - Broadcast Yourself
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Вот работа двигателя с ЛД6 На топливе нитрат кальция 65% ацетат натрия 5% сорбит 30%

 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Serge77> Pashok, данные очень интересные, но почему-то сильно отличаются от моих. Я делал составы с заменой части нитрата кальция на нитраты калия или натрия или их смеси, все они горели медленнее, чем чистый нитрат кальция с сорбитом. Вечером выложу цифры.
Serge77> Можешь привести конкретные точные составы и их скорость горения? Как измерял скорость горения?
Serge77> Какие двигатели делал на этих топливах?
Составы я указал, их на данный момент отработано 4 вида, скорости горения для них при атмосферном давлении указаны для столбиков диаметром 16мм в бронировке из 2-3 слоев офисной бумаги, столбики делались длинной не менее 100мм. Дело в том что принципиальны не только составы, но именно способ варки данных карамелей, при отступлениях от указанных технологий уже ничего толкового не получается. Топлива жег в основном в бессопловых двигателях, с лд от 5 до 20 (для составов с разной скоростью горения), толщиной свода горения от 50 до 66% и кн начальными от 45 до 160, при этом было отработано несколько десятков двигателей, не произошло не одного взрыва двигателя, скорость горения топлива в моторах колебалась от 1см/сек до 1,5-2см/сек
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Pashok>> А вот собственно составы:
Pashok>> 1) простое кальциевосорбитное топливо имеет пропорции нитрат кальция 67% сорбит 33%, готовится следующим образом:
RLAN> Лет 7 назад экспериментировал с нитратом кальция.
RLAN> На воздухе горело со свистом.
RLAN> В двигателе - куча проблем.
RLAN> Топливные шашки имели высокую твердость, но заметные внутренние напряжения, что приводило к высокой хрупкости и чувствительности к удару.
Да, я при работе столкнулся с подобной проблемой (сильные вн напряжения), но она была до тех пор, пока технология варки топлива давала топливо в виде пересыщенного твердого р-ра нитрат кальция-сорбитол-вода, дело в том, что технология предусматривает кристаллизацию значительной части окислителя в процессе варки (кристаллизация в достаточно вязкой среде ведет к образованию очень мелких кристаллов), в этом случае сильных внутренних напряжений я не наблюдал не разу. В двигателях топлива работают отлично.
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Pashok>> Составы я указал
Serge77> Скорость горения приведена для составов без катализаторов или с ними?
В составах присутствовала окись меди, однако заметного каталитического эффекта ее я не наблюдал (это относительно скорости горения) она уменьшала температуру воспламенения топлива и облегчала выведение пузырьков газов из топлива. Кстати пробовал и окись железа и марганца, так же не замечал особого ускорения горения. И кстати соли калия введенные в составы скорости горения системы нитрат кальция-сорбит не повышают, а вот соли натрия (некоторые) повышают заметно.
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Serge77> Pashok, до какой максимальной температуры нагреваются топлива при варке? Как ты контролировал полноту упаривания воды? Только по пузырькам кипения?
Вода полностью и не улетает никогда, контролировал ее содержание переодическим взвешиванием миски с топливом на электронных весах. Температура поверхности электроплитки ± 170 - 190 градусов, про температуру топлива... записывал, надо поискать.
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Pashok>> Вода полностью и не улетает никогда
Serge77> Сколько её остаётся?
Serge77> Как определять, что топливо готово?
Остается где то так же как и в калийной карамели готовящейся выпариванием, готовность определяется по аналогичной пробе на хрупкость как и для калийных карамелей. позже по этим вопросам выложу более точные цифры.
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Pashok>> ... при этом было отработано несколько десятков двигателей, не произошло не одного взрыва двигателя, скорость горения топлива в моторах колебалась от 1см/сек до 1,5-2см/сек
RLAN> А данные о реальных значениях импулься и у.и.?
К сожалению пока все расчетное. Как соберу стенд сразу займусь.
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Нет проверялись и сопловые двигатели. Весь шлак уносит ввиде дыма, не остается ничего. А как окись меди взаимодействует с сорбитом? Я не говорю что это не возможно, просто не знаю реакций многоатомных спиртов с окисями тяж. металлов. С торцевыми пока особо не работал. Но в последствии вероятно займусь, особенно интересными кажутся армированные например алюминиевыми трубочками (полученными из листового алюминия например пивных банок)))))
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

По поводу себестоимости, нитрат кальция полученный из нитрата аммония и гашеной извести, намного дешевле нитрата калия.
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Вот видео полета ракеты на нитрате кальция/сорбите/цитрате, на высоте видимо оторвало стабилизатор и ракета ушла в сторону штопором, видно плохо и обрезать не удалось (в конце присутствует немного мата)
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

saper1979> Ну не удобно же голову на боку держать во время просмотра :D
saper1979> Резвый старт. Приятно. Очень интересное топливо. У меня из нитрара кальция только медленные топлива получались. А как ты думаешь, кальцивая селитра из магазина сгодиться или нет?
Нда, извиняюсь за такую съемку))) Конечно сгодится. Магазинная кальциевка это в 90% случаев как раз тетрагидрат нитрата кальция (собственно нитрата там 68% и воды остальные 32%). Такая селитра содержит 11,6% азота и 16,6% кальция, что пишут на этикетке.
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Pashok>> Нет проверялись и сопловые двигатели. Весь шлак уносит ввиде дыма, не остается ничего.
Serge77> Вот это интересно. Я испытывал в тестовом двигателе, так весь шлак остался в двигателе, выхлоп был совершенно бездымный.
Serge77> Посмотрел видео, мало что видно. Есть хорошие дневные съёмки?
Pashok>> А как окись меди взаимодействует с сорбитом?
Serge77> Восстанавливается до меди. Не замечал изменения цвета с чёрного на красный?
Serge77> Не советую сыпать, может загореться.
Serge77> Кстати, какого цвета получаются топлива? Есть фотографии?
Serge77> Вот это интересно. Я испытывал в тестовом двигателе, так весь шлак остался в двигателе, выхлоп был совершенно бездымный.
-когда я готовил топливо простым упариванием стехиометрии нитрата с сорбитом, то топливо получалось медленногорящим и как раз оставляло весь шлак в двигателе. Кроме того причиной этому может быть примесь нитрата аммония в нитрате кальция (в кальциевку иногда добавляют немного аммиачки), чтобы убедиться что ее там нет можно просто прокалить.
Serge77> Посмотрел видео, мало что видно. Есть хорошие дневные съёмки?
- к сожалению пока нет.
Serge77> Восстанавливается до меди. Не замечал изменения цвета с чёрного на красный?
- не знал. Нет изменений цвета не замечал. Кстати в плане безопасности я кое что предусмотрел, а именно все упаривание происходит при содержании горючего не более 50-60% от стехиометрии (в таком виде топливо лишь тлеет, даже горячее), а остаток сорбита можно вводить уменьшив нагрев до минимума или вообще его убрав.
Serge77> Кстати, какого цвета получаются топлива? Есть фотографии?
- фотографий нет, без окисей металла получаются светло-светло кремоватого цвета.
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Pashok>> -когда я готовил топливо простым упариванием стехиометрии нитрата с сорбитом, то топливо получалось медленногорящим
Serge77> Какая скорость? У меня получалось 4 мм/с, это явно не медленное. Видимо у тебя оставалось много воды.
Pashok>> причиной этому может быть примесь нитрата аммония в нитрате кальция
Serge77> Я использовал чистый реактив, а не удобрение.
Да, оставалось много воды. Вообще в первый раз сделал так: взял 70% прокаленной кальциевки и 30% сорбита, и добавил воды, варил до потемнения аж (в количествах до 50гр получалось удалять большую часть воды и скорость таки доходила до 3,5-4мм/сек) но при больших загрузках топливо начинало дико пениться, соответственно происходил перегрев и прочее. Вобщем более 50гр мне не удавалось получить таким способом. Тогда начал вносить коррективы в технологию варки, и со временем пришел к оптимуму который выложил в виде 4-х рецептов. Так я без проблем варил и более 0,5кг топлива за одну загрузку.
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

Можно варить и так: сорбит 30% + нитрат кальция 30% + вода, упаривается, добавляется 40% нитрата кальция ввиде порошка, + цитрат натрия ввиде порошка, работает хорошо, но низкая текучесть и прокаливать и молоть кальций неудобно. Просто же упаривая составы содержащие нитрат кальция 60-70% и сорбит 30-40% + нитрат натрия-калия мне не удалось получить удовлетворительных результатов.
 3.6.33.6.3

Pashok

опытный

69-0-0-31-4 давал скорость горения 4мм/сек в бронировке и при атм давлении я так понимаю? При горении при атм давлении оставлял шлак? В каком количестве (максимум) варил именно этот состав? Готовил упариванием совместного раствора компонентов добавленных сразу в полном объеме?
 3.6.33.6.3

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru