Простое,безопасное (экологичное) топливо?

Автор Igor, 24.06.2017 15:53:01

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Igor

Кто знает? Почему в ракетах использовали этанол, а не бутанол (плотность энергии в 1кг сопоставима с бензином/керосином), для охлаждения вполне годится.
Из минусов динамическая/кинематическая вязкость больше этанола, в 2.5 раза неужели так критично?Разбавить каким пентаном, или смесью какой с квадрицикланом например.
В бутаноле должен растворятся пропилен, по идее вязкость такой "газировки" должна быть меньше.                                                                                                                                                                                                                                  
Почему ж.метан, а не ж. пропилен (плотность сопоставима с керосином, при температуре 95К) у метана меньше.

Касаемо квадрициклана, кто в курсе?  разновидность циклического гептана, в вики есть
выше +200С разлагается с выделением тепла  +78 ккал/моль  к низшей теплоте сгорания разбавителя.                   Говорят рассматривался как присадка к РТ.     

Этанол гидразином бодяжили, называли "Hydyne", смесь 60% гидразина и 40% спирта                           
Эксплуатационные особенности озонированного ж.кислорода.  озона 15-18% по массе                                               Насколько стабилен, в сравнении с ж.кислородом/ж..озоном?                                                                                       При мех. воздействиях (встряхивания, взбалтывания, удары, толчки), акустических.                                                   Озонированный кислород, с любой органикой сразу воспламенение, сразу или взрыв...                                                                                                                                                                                                                                                         С бутанолом к примеру, будет самовоспламеняющаяся т.пара (а-ля  НДМГ...)

Плейшнер

#1
Требования к горючим довольно широки (по Клепикову)

Основные требования:
1.        Удельный импульс с учетом плотности топлива
2.       Охлаждающие свойства
    а) теплоотдача от стенки к горючему
    б) температура смоло- и коксообразования при нагреве горючего в рубашке
    в) температура замерзания
3. Вязкость (влияет как на охлаждающие свойства, так и на мощность насосов)
4. Взрывобезопасность, рассматриваются следующие ситуации
          а) контакт горючего с окислителем
          б) образование горючих смесей с воздухом
          в) термодинамическая нестабильность горючего
   5. Нетоксичность
   6. Стабильность при длительном хранении

После отфильтровывания по этим требованиям, остаются керосин, водород и метан

Дополнительные требования
    7. Простота обработки трактов двигателя
    8. Применение многоразового электрозажигания в ГГ и камерах
    9. Возможность схем ГГ с дожиганием восстановительного газа.
После отфильтровывания по этим требованиям остаются водород и метан
 
ИМХО, теперь должно быть понятнее почему забракованы всякие "квадрицикланы" ( например см пункты 2б , 3,  4б, 7,8,9 )
Не надо греть кислород!
Я не против многоразовых ракет, я за одноразовые!

Igor

первая БР СССР Р-5, по наработкам первой БР "Фау-2"
топливная пара Ж.Кислород+Этанол
 
1) УИ ЭТАНОЛА сопоставим с керосином 265с достигали и в ССР, и США
2) Охлаждающие свойства, германцы освоить не смогли, решили разбавлением 25% воды      
   В дальнейшем решили 92%
Закоксовки нет, для бюджетной многоразовости самое то
 
3) по вязкости бутанол, более вязкий при переохлаждении
при 0С   5.185мПа*с  /примерно как диз.топливо,  этанол 1.786 мПа*с
при 25С 2.544 мПа*с   и   соответствено                                1.075 мПа*с
Не говорю, что я самый умный, но вполне решаемо разбавлением пентаном, гексаном, циклопропаном
Низшую теплоту сгорания они не понизят, а вязкость при -20 понизят
у вполне недорого пентана при -20С  

0.277мПа*с  при +25С  0.222мПа*с  может его хватит 1% по массе или 10%

по текучести у квадрициклана /КЦ/должно быть, сопоставимо с синтином
перегрев не любит, так гидразин и его производные - тоже, но для охлаждения применялись
правда более нежный  выше +200С и выделяет... 79ккал/моль, вполне сопоставимо с гидразин-производными   Но!!!  В отличии от гидразинов и бороводородов - НЕ ТОКСИЧЕН, меры осторожности? Как с любыми очень огнеопасными штуками                                                                                                                                                                                
На крайняк КЦ из отдельного бачка вытеснять, при выходе на основную ступень, вместе с каким золем  бора/алюминия, прямо в КС                                                                                                                         
при массовом производстве бутанол дешевле керосина, утилизация пищевых отходов итп икалогия                                                                                                                                                                                                                                     
У кого есть стенд? Чтоб отработать такую ТП Ж.Кислород+Бутанол 90-99%                                                                         Хоть примерно, во что обойдется создание такого стенда, порядок цифр                                                                           Норвеги там кажись собирались? На суборбитальные подвиги, КБЮ у них стенд под  НДМГ с АТ

Зловредный

Гробос-Фунт

Denis Voronin

И ещё нужна промышленность для производства сотен тонн весьма чистого продукта. Это тоже весьма критично.
Кривыми должны быть извилины, а не руки.

PIN

ЦитироватьIgor пишет:
Почему в ракетах использовали этанол, а не бутанол
Из картошки его тоже можно получить?

Георгий

ЦитироватьPIN пишет:
Из картошки его тоже можно получить?
В промышленности бутанол получают:
Историческая справка
Бутанол начал производиться в 10-х годах XX века с использованием бактерии Clostridium acetobutylicum. Сырьём для производства могут быть сахарный тростниксвеклакукурузапшеницаманиока, а в будущем и целлюлоза.
В 50-х годах из-за падения цен на нефть начал производиться из нефтепродуктов.
В США ежегодно производится около 1,39 млрд литров бутанола.

Igor

ЦитироватьЗловредный пишет:
ЦитироватьIgor пишет:
КЦ
КЦ? КЦ
КвадриЦиклан - КЦ
Он рассматривался в качестве !ПРИСАДКИ к РТ, вот кем, когда? 
Дальше по понятным причинам - потЁмки
Очень схож с гидразин-производными, только гораздо менее токсичен
Предположительно не смогли победить разложение в рубашке КС, КЦ более чуствительнеее гидразина

Присадка, добавка, для легких РН (типа 63С1) это десятки тонн , в максимуме (если "пулять" как "Космос" раз в неделю)
Для остальных РН  -  жидкий метан и ЖРД на фазовом переходе, полной газификацей компонентов

Возможно в спиртах легко растворяются углеводородные газы - пропилены, пропины, ацетилены
с последними жадничать чревато


Ацетил-бутиловое брожение (из любой органики, где есть сахара, можно сделать сахара кислотным гидролизом) получается бутанол, ацетон и водород
ацетон фигня, по теплоте сгорания, но есть - диацетоновый спирт или эфир


Изначально изучить ТП Ж.Кислород- спирт (Должен быть схож с керосинкой, но стехиометрия будет другой)
в грезах канешна присадка КЦ в горючку и озонированный ЖК 15-18% озона по массе
но... походу такой ЖК еще более деликатен в обращении, чем  классический ЖК

PIN

ЦитироватьГеоргий пишет:
Ацетоно-бутиловым брожением пищевого сырья.
Тогда хорошее топливо,годное.

Igor

ЦитироватьPIN пишет:
Тогда хорошее топливо,годное.
Заправляться бутанолом индивидуально крайне нежелательно, в 4-5 раз токсичнее этанола, аромат малоприятный, не метанол канешна
но спецэффекты схожие

маслянист, и вязкий на ощупь
хотя разбавление предельными углеводородами С4-С7 это уберет 


почему его не использовали Германцы - понятно, КС прогорала
вот Браун/Королев? УИ вполне может быть сопоставим с керосином, а то и выше
по низшей теплоте сгорания, почти бензин

теплоемкость, теплота испарения - в 2 раза хуже этанола
может в этом трабла?

Сергей Капустин

#10
Igor, даже в р-5 использовались все тот же слегка разбавленный 92% спирт. Значит проблемы были те же.

а потом надобность в спиртах отпала.

ЦитироватьСергей Капустин пишет:
Igor , даже в р-5 использовались все тот же слегка разбавленный 92% спирт. Значит проблемы были те же.

а потом надобность в спиртах отпала.
Отпала? Спирт - штука хорошая, но... уж больно хорошая!  :-)
КАКТОТАК
----------------------------
Моделью ракеты можно достичь модели Марса

dmitryskey

#12
В самом деле странно, даже Кларк упоминает бутанол только однажды. Причём с ним работали ещё в 1945 году
ЦитироватьДругим направлением работ с высокоэнергетическими монотопливами в нашей стране стало исследование нитрометана. К 1945 году EES, ЛРД и Аэроджет уже работали над этим и открыли, что его чувствительность может быть снижена путем добавления 8 процентов бутанола. ЛРД проделала некоторую работу с данным соединением – определяя оптимальную конструкцию для форсунки и камеры сгорания и т.д. – сразу после окончания войны, и в 1949 году Дж.Д. Тэкери из Аэроджет начал интенсивное исследование, закончившееся в 1953 году.

Igor

ЦитироватьАлександр Шлядинский пишет:
ЦитироватьСергей Капустин пишет:
Igor , даже в р-5 использовались все тот же слегка разбавленный 92% спирт. Значит проблемы были те же.

а потом надобность в спиртах отпала.
Отпала? Спирт - штука хорошая, но... уж больно хорошая! :-)
Сергей, надобность отпала для МБР - воякам очень не нравилась криогенка и они ушли на гадкие окислители, а опосля и керосин поменяли на мерзопакостную горючку. А для нас экономных космополитов простые спирты итс файн,охлаждающие свойства лучше керосина, не коксуются в рубашке КС
Спирт брали 92% ибо 99,5 выиграша в УИ не давал, но дороже во много раз, если не на порядок. 
Непонятно чего бутанол не применили, энергетика у него в 1,5раза выше.
Если миксануть какой диборан-ацетиленовой комплексной бякой, так вообще Агонь...сопоставимый с водородом
При плотности сопоставимой с керосином
Или КЦ (в теме выше есть,что это) из отдельного бачка.

Для алколюбителей бутанол плох...  Повторяю - токсичнее этанола, не ослепляет, но садит печень,ЦНС итп намного сильней, по вкусу гыдота гнилостная

Причем в растворе бутанола должон ингибироваться и взрывной норов ацетилена, и токсичность диборана. 
Отличным комплекс образователем ацетилена и диборана должен быть аммиак

Плейшнер

ЦитироватьIgor пишет:
Охлаждающие свойства, германцы освоить не смогли, решили разбавлением 25% воды      
 В дальнейшем решили 92%
Разбавление водой горючего - для первых двигателей это отличный способ влияния на процессы в камере без изменения конструкции
А насколько % можно разбавить водой бутанол?
ЦитироватьIgor пишет:
Непонятно чего бутанол не применили, энергетика у него в 1,5раза выше.
Приведите в столбик уд. теплоту сгорания в МДж/кг этанола, бутанола и керосина.
Не надо греть кислород!
Я не против многоразовых ракет, я за одноразовые!

Igor

#15
ЦитироватьПлейшнер пишет:
А насколько % можно разбавить водой бутанол?
зачем? проблему прогара решили, на 92% этаноле у него 26МДж/кг низшая, усредненная
максимальная, это с почти полной конденсацией продуктов сгорания /Чего в любом РД нибудит никада/

бутанол 36МДж/кг , керосины 43-44МДж/кг, НДМГ в районе 30МДж/кг


с этанолом решили, нашли что турбулизировав немного проток в рубашке и повысили теплопроводность внутренней стенки /германцам времени не хватило

с керосинкой, пришлось мудрить с завесами и пленкобразованием на поверхности огневой стенки... в критичных местах

так что апгрейд с НДМГ на бутанол
довольно легко, не сопоставимо с отработкой движка с нуля

У кого раздобыть хоть чуть больше конкретику по РД-103М (спиртовой антиквариат)
или РД119 (НДМГ)
НДМГ самый оптимум, для перехода на бутанол                                                                                                                       
из спиртов, самый лучший охладитель - метанол, но он как горючка... 19МДж/кг
потом этанол, бутанол хуже
керосин хуже этанола как охладитель, может осмолятся и коксоваться в рубашке

вот НДМГ - наверное ближе к этанолу, но теплота сгорания выше
но в рубашке КС нельзя перегревать выше +200+250С, иначе прогар внутренней стенки и бада-бум
эх ведь фуй, кто даст более менее точные чертежи и спеки  119, та даже 103                                                                  У рокедайна тоже не забалуешь... с не распространением ракетных технологий                                                                                                                                                                                                                                                                      Ладна, всем СПОКОЙНОЙ ночи!

Плейшнер

ЦитироватьIgor пишет:
ЦитироватьПлейшнер пишет:
А насколько % можно разбавить водой бутанол?
зачем? 
Не зачем а насколько?
ЦитироватьIgor пишет:
бутанол 36МДж/кг , керосины 43-44МДж/кг,
Этанол 30
Бутанол 36
Керосин 41
Не надо греть кислород!
Я не против многоразовых ракет, я за одноразовые!

DiZed

ЦитироватьПлейшнер пишет:
Не зачем а насколько?
http://chem21.info/page/112179222036200145139226001117105193250033081243/
фазовая диаграмма вода-бутанол. то, что в середине - область расслоения, слева - раствор бутанола в воде, справа - воды в бутаноле. ок. 20% воды растворяется в нем в довольно широком диапазоне температур
ради читаемости и содержательности форума в настройках аккаунта отключено отображение всего, что можно отключить; я не вижу ваши (и свои) юзерпики, подписи, посты персонажей из блеклиста  ("старый", "бендер","аникей", "nonconvex" "alexandru" "streamflow" etc ) и т.п. бесполезности

Плейшнер

ЦитироватьDiZed пишет:
http://chem21.info/page/112179222036200145139226001117105193250033081243/
фазовая диаграмма вода-бутанол. то, что в середине - область расслоения, слева - раствор бутанола в воде, справа - воды в бутаноле. ок. 20% воды растворяется в нем в довольно широком диапазоне температур
Спасибо. 20% это больше чем я думал, но все равно несравнимо  с этанолом.
А значит и нет того преимущества этанола, которое использовали на первых двигателях.
Неудивительно, что когда потребность в разбавлении была,  бутанол не применяли, а когда такая потребность отпала, его "пропустили" и перешли  на керосин
Не надо греть кислород!
Я не против многоразовых ракет, я за одноразовые!

Зловредный

ЦитироватьIgor пишет:
эх ведь фуй, кто даст более менее точные чертежи и спеки119, та даже 103У рокедайна тоже не забалуешь... с не распространением ракетных технологий
А у вас как руки чешутся, на бутаноле сделать свою ракету?
Гробос-Фунт