Paliwa żywiczne

[milimetr65]

Już to dawno mówiłem że Al płatkowe nadaje się do amonówki ale nie do Knosala bo ten ma zawalistego kopa i znowu to zawężenie dyszy czyli im drobniej tym lepiej ale nie do końca co wy na to bo jednak wywód kolegi na temat przebiegu spalania i faz rozprżenia jest teoretycznie ok ale praktyka mówi co innego więc trzeba eksperymentować.Ja też robiłem klasyka na płatkowym i problemy pokazywałem na forum ale jak zmieniłem Al na mielone w kulowcu to chodzi spokojnie .Chciałbym jeszcze dodać ,że sami mówiliście że knosal jest dopiaro spokojny na grubym Al.Co Was podkusiło ?Naprawde macie dużo wolnego czasu!

[robercik]

Cześć

W sobotę testowaliśmy kilka paliw. Miedzy innymi ZPAM na proszku PAM 63 mikrometry:



Opis na stronce.

pzdr

[andżej]

Witam
Dzisiaj przeprowadziliśmy kolejny test paliwa ZPAM.



Był to jednocześnie test nowego składu 60KN 15PAM 9Mg 1Ti 15EPOXY do silnika który ma napędzić nasz model Wołchowa.

Rakieta przeleżała dwa lata z powodu problemów z erozją dyszy większych silników z paliwem żywicznym.

Silnik który napędzał Striełę 8 tym razem zawierał 714g paliwa w czterech blokach.

Ponieważ dysza została niezmieniona zacisk początkowy wynosił zaledwie 190.

Chodziło nam o zbudowanie widowiskowego silnika o czasie pracy 2,5 - 4s który nie wyniesie modelu zbyt wysoko

i sprawdzenie czy erozja dyszy jest wynikiem za dużej ilości tlenu w paliwie.

Dlatego w składzie było tylko 60%KN i aż 25%proszków metali w tym Ti.

Silnik pracował ponad 4s i wygenerował 911Ns impulsu całkowitego co daje impuls paliwa 130s.

Na dyszy zebrał się spory nagar. Wychodzi na to że za erozję dysz odpowiada nadmiarowy tlen a nie grube proszki metali.



http://www.rakiety.pomorze.pl/KNOSAL/TE ... M.740g.avi

Chyba w końcu Wołchow wzbije się w powietrze

Pozdr

[PINOT]

Wspaniały. Regularna krzywa spalania.



Bardzo dobra robota. Kiedy zobaczymy ten silnik na niebie?



Ciekaw jestem skąd tytan? Wiórki z obróbki, czy zakup z rynku?



Co do nagaru, sądzę, że najlepiej go dać gdzieś do analizy. ALe jest niewal pewne, że przy tych paliwach zawsze będzie się gromadził. Nie ma sensu go unikać, o prostu pamiętać o nim przy projektowaniu dyszy.

[andżej]

Do tej pory to przeważnie wybierało dyszę. Popracujemy nad składem tak aby nie wybierało dyszy a nagar był minimalny lub wcale - myślę że to kwestia proporcji utleniacz - metal.

Wiórki tytanu od Milimetra a rakieta może poleci jeszcze w tym roku

[robercik]

Cześć
Silnik odpowiedział na ważne pytania.
Andżejek wykonał paliwo na bloki po 180g - silnik degresywny. Tymczasem nagar w przekroju skompensował zbyt małą długość bloków i mamy wykres jakiego jeszcze nie było . Oznacza to że:

Nagar odkłada się cały czas podczas pracy silnika, teorie że proces osadzania się nagaru odbywa się pod koniec pracy silnika i można go zaniedbać nie potwierdziły się.
Przy 68% KN paliwo żywicznie posiada zbyt wysoki bilans tlenowy i niszczy dysze alluminiowo grafitowe. Przy 60% nie ma jak widać tego problemu.
Mamy potwierdzenie że nasza modyfikacja bloku beates działa pawidłowo, chodzi o wklęsłe czoła dzięki którym nie trzeba stosować przekładek.
Ziarna inhibitowane były podwójnym malowaniem farbą anty-ogniową do zabezpieczania stali, bez owijania taśmą malarską, co oznacza że malowanie jest ok. ale w przypadku silników o długim czasie pracy farba nie może być dowolna jak dla karmelka. Warstwa farby miała spokojnie 0,5mm. Farba pod wpływem ognia puchnie i tworzy na chronionej powierzchni izolacyjny korzuch.

Rozmawialiśmy kiedyś z Pinotem o azotanie guanidyny jako ciekawym dodatku do paliw na KN. Dla 60% KN zostaje ładnych kilka procent wolnego miejsca w paliwie żywicznym. Z rozmowy wynikało że GN uwalnia mało tlenu więc nie nadaje się na samodzielny utleniacz, jednak posiada trzy znakomite właściwości:

jest całkowicie niehigroskopijny
nie reaguje z Z1
rozkłada się w całości do gazów

Jak w tej sytuacji widziałbyś kompozycję:60KN 10GN 15PAM 15EPOXY

pzdr

[PINOT]

Trudno przewidzieć jak się paliwo zachowa. GN dość mocno wychładza spalanie. Można się więc spodziewać, że będzie on sporo wolniejsze, o trudniejszym zapłonie, ale za to być może o mniejszym wykładniku eksponentu. To wszystko trochę gdybanie, niemniej poparte jakimś tam moim doświadczeniem z GN.

[Grafit_alpha3]

Z punktu widzenia inżyniera materiałowego nagar jest materiałem ceramicznym. Żeby się nie gromadził można go albo osłabić tak, żeby odpadał, albo wzmocnić tak, żeby nie spiekał się do dyszy i samego siebie.

Drugie wyjście jest niemożliwe w układzie z KN (przynajmniej ja nie wyobrażam sobie).

Żeby osiągnąć pierwszy cel można wytworzyć duże ilości fazy ciekłej, lub szklistej. Wtedy nagar miałby w wysokiej temperaturze postać "papki". Nadal zbierałby się na zimnych elementach. Czyli pewnie wszędzie poza przekrojem krytycznym dyszy.

Jeżeli dobrze liczę to ze 100 g paliwa mamy w nagarze:

14,5g K2O

27,5g MgO

15g Al2O3

1,7g TiO2



Najbardziej pasujący na pierwszy rzut oka skład fazowy nagaru to MgO, spinel MgAl2O4 i K2O, może K2Al2O4. Czyli poza K2O wszystko wysokotopliwe.

Dodatek kriolitu Na3AlF6 (najlepiej nanieść go na proszki metali) powinien doprowadzić do zmniejszenia wytrzymałości nagaru i zwiększenia stopnia spalenia aluminium. Cieczy można spodziewać się od 900C

Wprowadzenie do nagaru tlenków żelaza, lub tlenków miedzi również może pomóc w upłynnieniu. Temperatury są tu już wyższe ok 1300C. Podejrzewam tylko, że miedź może ulec redukcji.

Z moich badań wynika, że szczawian żelaza jest dobra drogą do wprowadzania katalizatora do paliw. Można go otrzymać z kwasu szczawiowego i chlorku żelaza(II). Jest nierozpuszczalny w wodzie, a ziarna proszku wychodzą rzędu mikrometrów. Rozkład termiczny powoduje powstawanie tlenków żelaza, które przez chwilę są nanometryczne, a więc mają olbrzymią powierzchnię do katalizy.



Dodatki szkłotwórcze to tlenki fosforu i boru. Temperatury nawet nie podejrzewam. No i nie wiem jak takie coś można by łatwo wprowadzić. Kwas borowy i boraks są higroskopijne. Bor i fosfor mogą być trudno dostępne, drogie i niezbyt bezpieczne.

Zgodnie z moim obecnym stanem wiedzy krzem nie wydaje się dobrym pomysłem. Krzemionka powinna stanowić ponad 60% nagaru.



Generalnie problem jest ciekawy, ale bardzo skomplikowany.

Dla jasności przypominam, że mój tok myślenia jest ukierunkowany i nie wyczerpuje tematu. Wszystkie pomysły są czysto intelektualną rozrywką i nie wiem czy były testowane. Pozdrawiam.



Bibliografia::

http://ras.material.tohoku.ac.jp/~molte ... query1.php

Tworzywa Ceramiczne, Marcin Janiec, WPW 1987

Z pamięci: materiały jednej z grup testujących metalizowane paliwa RNX (oni wpadli na pomysł z kriolitem nie pamiętam czy przetestowali. O zwiększeniu stopnia spalania Al czytałem jeszcze gdzie indziej)

[jaskiniowiec]

Gratulacje. Piękna, efektowna kita i rewelacyjna krzywa ciągu. Uzyskany impuls 130s przy takim utleniaczu jest całkiem niezły. W sytuacji doboru ziaren, których kształt rekompensuje zmniejszenie się średnicy krytycznej, myślę, że można się pogodzić z nagarem. takie urok paliwa i już.

Co do azotanu guanidyny to był stosowany w silniczkach rakietowych typu "Jetex". Powinno sie to sprawdzić jako dodatek do paliwa.

[robercik]

Odpowiem tak, część nagaru jest bardzo higroskopijna i dopuki nie zamoknie i nie stanie się mazią - bardzo gwałtownie reaguje z wodą. Natomiast część nagaru jest bardzo twarda i ciężko go odkuć nie rysując grafitu. Po kilku dniach w wodzie idzie cokolwiek łatwiej. Nagar jest tym twardszy im więcej w składzie jest Al względem magnezu.

Co do kriolitu, no cóż nie wiem nawet gdzie tego szukać. A paliwo żywiczne w naszym zamyśle ma być tanie i proste do wykonania, przez co ma się stać popularne...

Dopuki nie przebrzmiał jeszcze start Wołchowa chciałbym pokazać zdjęcia dysz obydwu silników.

Paliwo startowe ZPAM:

62KN nawozowy mielony 1min
10PAM 32 mikrometry
4 PAM 63 mikrometry
5 Mg 105 mikrometrów
2 Ti 100-1000 mikrometrów
2 C pył wierzbowy
15 EPOXY Epidian 53 + Z1

Rozdrobnienie tytanu oszacowałem pod mikroskopem porównójąc do metali o znanym rozdrobnieniu.
Nagar wypełnił dokładnie wszystko.
Na przekroju krytycznym zebrała się 1,5mm warstwa:





Na kielichu wylotowym było znacznie więcej:



Nagar dało się odkuć wkrętakiem bez zniszczenia dyszy.
Nie nastąpiła żadna erozja ani wypalanie aluminiowego okucia.
62% KN daje zatem w tej kompozycji wystarczająco ujemny bilans tlenowy bez obawy o zniszczenie dyszy.[/img]

Paliwo marszowe ŻPP:

63KN nawozowy mielony 1min
15 Mg 100-200mikrometrów
8 Su cukier puder
14 EPOXY Epidian 53 + Z1

Zastosowaliśmy cukier - stary patent Pirotechmana na wypełnienie luki w paliwie, chodziło bowiem jedynie o sprawdzenie bilansu tlenowego.

Przekrój krytyczny pozostał czysty i wolny od nagaru, trochę smrodu zebrało się na aluminiowej części kielicha wylotowego, jednak pod wpływem wilgoci nagar ten sam zamienił się w papkę, wystarczyło dyszę wytrzeć:



Za to na kielichu wlotowym zebrało się sporo "miodu", dosyć łatwo usuwalnego:


Nie patrzcie na uszczerbki na graficie, dysza jest po przejściach i to efekt wcześniejszych odkuwań nagaru z anapala. W tej próbie nie nastąpiła żadna erozja dyszy, także części aluminiowe nie uległy uszkodzeniu.

Wiemy napewno że 63% KN to nadal jeszcze dobra zawartość ultleniacza - nie niszczy dysz grafitowo aluminiowych, bilans tlenowy jest odpowiednio ujemny.

Prosta recepta na brak nagaru - magnez. Nieważne jaki, grboziarnisty, drobny, przesiewany, czy mielony samodzielnie z odpadów

pzdr