Углеводородные горючие омар, боктан, соктан и ацетам

[avmich]

Посчитал УИ с помощью http://rocketworkbench.sourceforge.net/equil.phtml . Замороженный УИ с "вакуумным" соплом (расширение в 110 раз по площади от критики до среза) получился - с перекисью - выше, чем у RP-1, т.е. стандартного ракетного керосина. Правда, при той же массе окислителя оптимальная доля горючего для RP-1 - 31 часть, для JP-10 - 36 частей, но по объёму у JP-10 всё равно выигрыш.

[VAA]

То, что здесь связи тоже напряжены, не компенсирует (повышением температуры сгорания) падения УИ из-за уменьшения количества водорода? То есть, в синтине более чем компенсирует, а здесь нет?

В статье речь идёт о гидрированных димерах альфа-пинена с брутто-формулой С20Н34, которые получают из скипидара.  Соединения достаточно ненапряженные; имеют  энтальпию образования около 0, в отличие от синтина (С10Н16), энтальпия образования которого сильно положительна - около 1000 кДж/кг.  Т. е. в данном случае серьёзных преимуществ в у.и. для ракетных двигателях ожидать не стоит.  Однако, по сравнению с JP-10 (С10Н16) преимущества налицо:  описанные топлива немного более плотные, водорода в процентном количестве в них немного больше, чем у JP-10, наконец, у  JP-10 энтальпия образования отрицательна - около -1000 кДж/кг.
Ненасыщенные углеводороды типа пропена в качестве ракетных топлив всячески избегают - они химически неустойчивы, особенно при высоких температурах.  Поэтому рассматривать их в качестве горючих можно только теоретически.

[dan14444]

Фреоны, стати, при высоких температурах, тоже окислители Wink

Чого?  :shock: Тока если С до сажи

[avmich]

То, что здесь связи тоже напряжены, не компенсирует (повышением температуры сгорания) падения УИ из-за уменьшения количества водорода? То есть, в синтине более чем компенсирует, а здесь нет?

В статье речь идёт о гидрированных димерах альфа-пинена с брутто-формулой С20Н34, которые получают из скипидара.  Соединения достаточно ненапряженные; имеют  энтальпию образования около 0, в отличие от синтина (С10Н16), энтальпия образования которого сильно положительна - около 1000 кДж/кг.  Т. е. в данном случае серьёзных преимуществ в у.и. для ракетных двигателях ожидать не стоит.  Однако, по сравнению с JP-10 (С10Н16) преимущества налицо:  описанные топлива немного более плотные, водорода в процентном количестве в них немного больше, чем у JP-10, наконец, у  JP-10 энтальпия образования отрицательна - около -1000 кДж/кг.
Ненасыщенные углеводороды типа пропена в качестве ракетных топлив всячески избегают - они химически неустойчивы, особенно при высоких температурах.  Поэтому рассматривать их в качестве горючих можно только теоретически.

А чем химическая неустойчивость горючего плоха, особенно при высоких температурах? Если в баке топливо ведёт себя спокойно, то какая разница, устойчиво ли топливо в КС?

Спасибо за уточнение про энтальпию.

[VAA]

А чем химическая неустойчивость горючего плоха, особенно при высоких температурах? Если в баке топливо ведёт себя спокойно, то какая разница, устойчиво ли топливо в КС?
Спасибо за уточнение про энтальпию.

Ненасыщенные углеводороды (за исключением ароматических соединений) уже при хранении могут себя не очень хорошо вести - осмолятся и полимеризоваться.  Ацетилен, например, вообще нежелательно сильно сжимать или ожижать - становится взрывчат.
В ЖРД топливо обычно используется для регенеративного охлаждения, а при повышеннех температурах в рубашкah охлаждения ненасыщенные соединения могут особенно плохо себя вести - например, образовывать нагар.  Даже ароматика уже нежелательна.  Насколько я знаю, в обычных "гражданских" авиацинных топливах ароматические соединения воплне терпимы и их содержание может достигать 25%, в ракетных же топливах типа РГ-1 или RP-1 её содержание стараются свести к 0.  Соединения серы тоже очень нежелательны - oni обычно ненасыщенны и термически не очень стабильны, при повышенных температурах легко образуют соедиения с медью, что может привести к образованию пробок.
Ещё раз глянул вышеупомянутую статью.  Предложенные топлива замерзают уже чуть ли не при -20 C и имеют значительную вязкозть.  Статья, похоже, написана к  нынешнему Копенгагенскому сaммиту, чтобы показать, что и воевать можно будет тоже green. :wink:

[avmich]

Ненасыщенные углеводороды (за исключением ароматических соединений) уже при хранении могут себя не очень хорошо вести - осмолятся и полимеризоваться.  Ацетилен, например, вообще нежелательно сильно сжимать или ожижать - становится взрывчат.
В ЖРД топливо обычно используется для регенеративного охлаждения, а при повышеннех температурах в рубашкah охлаждения ненасыщенные соединения могут особенно плохо себя вести - например, образовывать нагар.  Даже ароматика уже нежелательна.  Насколько я знаю, в обычных "гражданских" авиацинных топливах ароматические соединения воплне терпимы и их содержание может достигать 25%, в ракетных же топливах типа РГ-1 или RP-1 её содержание стараются свести к 0.  Соединения серы тоже очень нежелательны - oni обычно ненасыщенны и термически не очень стабильны, при повышенных температурах легко образуют соедиения с медью, что может привести к образованию пробок.
Ещё раз глянул вышеупомянутую статью.  Предложенные топлива замерзают уже чуть ли не при -20 C и имеют значительную вязкозть.  Статья, похоже, написана к  нынешнему Копенгагенскому сaммиту, чтобы показать, что и воевать можно будет тоже green. :wink:

Спасибо.

Ацетилен и некоторые его производные действительно нестабильны, это известно любому хорошему сварщику. В то же время, скажем, метилацетилен гораздо "спокойнее". MAPP на основе непредельных углеводородов даёт пламя пожарче, при этом опасность взрыва считается достаточно малой.

Я подыскиваю топливо в качестве пары для концентрированной перекиси водорода. Особенностью перекисных ЖРД является то, что обычно перекись используют для охлаждения. Поэтому многие требования к углеводородному топливу снимаются, остаются в основном УИ и плотность.

[VAA]

Спасибо.

Не за что!

Я подыскиваю топливо в качестве пары для концентрированной перекиси водорода. Особенностью перекисных ЖРД является то, что обычно перекись используют для охлаждения. Поэтому многие требования к углеводородному топливу снимаются, остаются в основном УИ и плотность.

Какие у Вас будут ограничения по температурам плавления /кипения / вспышки, накенец, цене?  Любые более-менее экзотические соединения стоят недешево.  Это для двигателя, который Вы конструируете и о о котором Вы как-то писали на форуме?  Насколько я помню, он не маленький, поэтому вопрос цены может быть критичен.

[avmich]

Спасибо.

Не за что!

Я подыскиваю топливо в качестве пары для концентрированной перекиси водорода. Особенностью перекисных ЖРД является то, что обычно перекись используют для охлаждения. Поэтому многие требования к углеводородному топливу снимаются, остаются в основном УИ и плотность.

Какие у Вас будут ограничения по температурам плавления /кипения / вспышки, накенец, цене?  Любые более-менее экзотические соединения стоят недешево.  Это для двигателя, который Вы конструируете и о о котором Вы как-то писали на форуме?  Насколько я помню, он не маленький, поэтому вопрос цены может быть критичен.

Нет, это для другого... прожекта двигателя :) .

Двигатель малой тяги, поэтому вопрос цены топлива не так критичен - топлива нужно мало.

Что касается ограничений по температурам кипения и плавления - двигатель вакуумный, особо замёрзнуть не должен. Пока не важно. Вспышка - мне нужно разве что надёжное воспламенение с разложенной перекисью, это парогаз с Т ~1000 К.

Да, деньги конкретно на этот двигатель есть. Если, конечно, из категории прожектов он перейдёт в более реальную категорию.

[Salo]

?! пишет:

В ЖРД топливо обычно используется для регенеративного охлаждения, а при повышенных температурах в рубашкaх охлаждения ненасыщенные соединения могут особенно плохо себя вести - например, образовывать нагар.

А как с этим у пропана?

[Wyvern]

В ЖРД топливо обычно используется для регенеративного охлаждения, а при повышеннех температурах в рубашкah охлаждения ненасыщенные соединения могут особенно плохо себя вести - например, образовывать нагар.  

А как с этим у пропана?

У ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО - все отлично

[avmich]

В ЖРД топливо обычно используется для регенеративного охлаждения, а при повышеннех температурах в рубашкah охлаждения ненасыщенные соединения могут особенно плохо себя вести - например, образовывать нагар.  

А как с этим у пропана?

У ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО - все отлично

То есть, это надо понимать так, что "пока пропан не нагрет, он не оставляет нагар"? Боюсь, Сало интересовал вариант, когда пропан "достаточно нагревается".

[Бродяга]

У ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО - все отлично

То есть, это надо понимать так, что "пока пропан не нагрет, он не оставляет нагар"? Боюсь, Сало интересовал вариант, когда пропан "достаточно нагревается".

Мне что-то кажется, Wyvern вообще не подозревает о какой проблеме идёт речь.

[Wyvern]

У ПЕРЕОХЛАЖДЕННОГО - все отлично

То есть, это надо понимать так, что "пока пропан не нагрет, он не оставляет нагар"? Боюсь, Сало интересовал вариант, когда пропан "достаточно нагревается".

Мне что-то кажется, Wyvern вообще не подозревает о какой проблеме идёт речь.

Бродяга, ты чо тут делаешь? А ну марш на кафедру прикладной арифметики!  :lol:

[Wyvern]

.....
То есть, это надо понимать так, что "пока пропан не нагрет, он не оставляет нагар"? Боюсь, Сало интересовал вариант, когда пропан "достаточно нагревается".

Что бы пропан "достаточно нагреть" надо очень сильно постаратся

Имеем пропан при температуре -180^0С. Его критическая температура - +93. При температуре +25 он остается жидким под давлением всего 9атм.

Т.е. темплоемкость пропана с -180 до +25 будет (2,3кДж*205) 471,6кДж/кг
Водород, считаюшийся лучшим охладителем, работает в очень узком диапазоне, так как критические параметры водорода очень низкие: температура 240,2 °C и давление 12,8 атм, а температура замерзания 259,2 °C.  Этим объясняются, кстати, трудности при ожижении водорода. Итого, несмотря на очень высокую теплоемкость общая его теплоемкость будет всего (14,7кДж*19) ~280кДж/кг.
Как видно у переохлажденного пропана явное преимущество. Правда водород допускает кипение в рубашке (он и газообразный неплохо охлаждает),но только несколько % от объема.

[avmich]

.....
То есть, это надо понимать так, что "пока пропан не нагрет, он не оставляет нагар"? Боюсь, Сало интересовал вариант, когда пропан "достаточно нагревается".

Что бы пропан "достаточно нагреть" надо очень сильно постаратся :)

Имеем пропан при температуре -180^0С. Его критическая температура - +93. При температуре +25 он остается жидким под давлением всего 9атм.

Т.е. темплоемкость пропана с -180 до +25 будет (2,3кДж*205) 471,6кДж/кг
Водород, считаюшийся лучшим охладителем, работает в очень узком диапазоне, так как критические параметры водорода очень низкие: температура 240,2 °C и давление 12,8 атм, а температура замерзания 259,2 °C.  Этим объясняются, кстати, трудности при ожижении водорода. Итого, несмотря на очень высокую теплоемкость общая его теплоемкость будет всего (14,7кДж*19) ~280кДж/кг.
Как видно у переохлажденного пропана явное преимущество. Правда водород допускает кипение в рубашке (он и газообразный неплохо охлаждает),но только несколько % от объема.

А знаешь, Ник, что значит "водород и газообразный неплохо охлаждает"?

[Wyvern]

......
А знаешь, Ник, что значит "водород и газообразный неплохо охлаждает"?

То, что если в ЖВ появляются отдельные пузырьки пара то сразу не происходит локального прожига рубашки. Не более чем  :wink:
Газобразным водородом же (или кипящим с БОЛЬШИМ кол-вом пузырей) охлаждать КС все равно нельзя.

[Salo]

Но если использовать безгазогенераторную схему на пропане, то могут быть проблемы? Или температура в 1100 градусов Цельсия, при которой начинается разложение пропана,  достаточно высока, и в рубашке охлаждения КС в любом случае не достигается?

[Wyvern]

Но если использовать безгазогенераторную схему на пропане, то могут быть проблемы? Или температура в 1100 градусов (800 на самом деле - прим. мой)Цельсия, при которой начинается разложение пропана,  достаточно высока, и в рубашке охлаждения КС в любом случае не достигается?

Я чего то не пойму вашей логики  :shock: Керосином охлаждают? Охлаждают и весьма успешно. А у пропана и температура разложения в разы выше, и начальная на порядок ниже, а хладоресурс сравним с водородом - какие проблемы то?

Кроме того,при термич. крекинге (750-820 °С) разлагается с образованием метана, этана, этилена и пропилена; преобладает р-ция образования этилена. Т.е. ВСЕ продукты термического разложения пропана - ГАЗОобразные. Без сажи.

[Wyvern]

...... при которой начинается разложение пропана....

Аааааа! Батенька  :lol: Так в этой статье ПОШЛИ ДАЛЬШЕ - и предлагают использовать ЭНДОТЕРМИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ РАЗЛОЖЕНИЯ пропана для охлаждения при ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ стенке КС. Оч. круто, очень.

[Андрей Суворов]

......
А знаешь, Ник, что значит "водород и газообразный неплохо охлаждает"?

То, что если в ЖВ появляются отдельные пузырьки пара то сразу не происходит локального прожига рубашки. Не более чем  :wink:
Газобразным водородом же (или кипящим с БОЛЬШИМ кол-вом пузырей) охлаждать КС все равно нельзя.

Ник, ну надо же так подставиться!
Иди учи матчасть.
В водородниках в охлаждающей системе водород находится в сверхкритическом состоянии - это значит, он весь газообразный, просто переход из жидкой фазы в газовую происходит без кипения, и без чётко выраженной границы.
Именно что газообразным сверхкритическим водородом охлаждают все водородные двигатели, и хладоресурс водорода достаточен для любого, совершенно любого движка.
Хоть безгенераторного шеститонника, хоть замкнутого двухсоттонника, хоть открытого сорокатонника.

Возникают проблемы В СОВСЕМ МАЛЕНЬКИХ двигателях, но они возникают у всех топливных пар. И это проблемы только регенеративного, т.е. внешнего, охлаждения, а с завесным охлаждением А.А. Козлов строит микрушки с УИ >400 и тягой 50-100 Н.