Смесевое жидкое топливо Гидразиак, Буцетам и прочие Меланжи. За и Против.

[Буцетам]

Нет, сажу даёт межуглеродная связь. В метане её нет. И в диметиловом эфире нет. А вот в этиловом спирте, несмотря на тот же комплект атомов - есть

Ну и что же вы сами себе противоречите? То есть сажа то нет  Этиловый спирт в ДВГГ сажи не даёт, это все знают.
Я и вам говорю, что и в восстановительном этановом газе сажи тоже не будет. Можете мне не верить, но я останусь при своём мнении

[Буцетам]

Я сейчас продвигаю смесь диметилового эфира и аммиака.

А почему не триметиламин? Кислород в топливе как ни крути не айс.

А азот в топливе это прям айс, ага
Азот вообще максимально бесполезный балласт в молекуле:
- на сажу не влияет
- УИ уменьшает
- плотность повышает слабо

Теперь смотрим кислород
- уменьшает сажеобразование (связывает углерод в виде СО)
- УИ уменьшает
- плотность повышает существенно (до 1000кг/м³, если подобрать правильное соединение)

[Буцетам]

Кстати, один плюс азота я нашёл, он трёхвалентный. Поэтому цепляет в 1,5 раза больше нормальных (горючих) радикалов чем кислород. И штраф к УИ снижается, ведь на один радикал приходится 4,7 а.е.м. балласта, а не 8 а.е.м. (как с кислородом.
Но всё-таки кислород существенно поднимает плотность, это большой плюс. И снижает сажеобразование, второй большой плюс.

Интересно было бы поискать хорошие 4-валентные соединения серы. Там будет тоже 8 а.е.м. балласта на каждый радикал, но плотность должна быть ещё выше. Ну и сера горит, это не совсем на 100% балласт

[Владимир Шпирько]

Кстати, один плюс азота я нашёл, он трёхвалентный. Поэтому цепляет в 1,5 раза больше нормальных (горючих) радикалов чем кислород. И штраф к УИ снижается, ведь на один радикал приходится 4,7 а.е.м. балласта, а не 8 а.е.м. (как с кислородом.
Но всё-таки кислород существенно поднимает плотность, это большой плюс. И снижает сажеобразование, второй большой плюс.

Интересно было бы поискать хорошие 4-валентные соединения серы. Там будет тоже 8 а.е.м. балласта на каждый радикал, но плотность должна быть ещё выше. Ну и сера горит, это не совсем на 100% балласт

Сера плохой вариант. Молекулярный вес SO2 - 64г/моль. Что резко снижает скорость звука в продуктах горения => cкорость истечения => понижается УИ.

[Дем]

При аварии экология пострадает. Это не быстро разлагающийся гидразин или амил. При попадании в воду вся рыба сдохнет.

"Вырабатывается организмом при расщеплении пищи", даже есть фермент его перерабатывающий.
А рыба собственно и пахнет триметиламином, использует его для поддержания внутриклеточного давления.

[Дем]

Ну и что же вы сами себе противоречите? То есть сажа то нет  Этиловый спирт в ДВГГ сажи не даёт, это все знают.

Чем длиннее углеродная цепочка - тем больше сажи. Этиловый спирт вполне может дать сажу в фазе остановки РД, но да, можно считать безопасным. 

А азот в топливе это прям айс, ага

Лучше чем кислород. И даёт некриогенную жидкость.
Но если мы согласны на криогенное топливо - лучше прямо метан брать. 

И штраф к УИ снижается, ведь на один радикал приходится 4,7 а.е.м. балласта, а не 8 а.е.м. (как с кислородом.

и радикалы они тоже разные бывают. Раз тебе нравится - ещё и триэтиламин есть. 

[Буцетам]

Сера плохой вариант. Молекулярный вес SO2 - 64г/моль. Что резко снижает скорость звука в продуктах горения => cкорость истечения => понижается УИ.

Но я же специально написал сколько а.е.м. ("кусочков гетероатома") приходится на каждую связь. Это более-менее рабочий способ. У 4-валентной серы на каждую связь столько же массы сколько у 2-валентного кислорода. При сгорании это будет означать что в продуктах сгорания, условно, либо 10% оксида серы, либо 20% балластного СО

[Буцетам]

и радикалы они тоже разные бывают. Раз тебе нравится - ещё и триэтиламин есть. 

Да неважно какие радикалы, штраф к УИ от азота будет меньше чем штраф к УИ от кислорода. Потому что на один радикал приходится меньше балласта

[Tokarev33]

Состав: 61% Пропан / 30% Метан / 7.5% ДМЭ / 1.5% Метанол.
·        Рабочая температура: -170 .

Как считали четверную эвтектику? Именно в такой смысла нет, -170°С (103К) это слишком высокая температура для метана и пропана, не используется переохлаждение до 90К. Посчитайте лучше тройную эвтектику "пропан-изобутан-изопентан", вот это точно будет перспективно!

Криогенная эвтектическая смесь «Пропан-Метан» .
·        Состав: 70% Пропан / 30% Метан
·        Рабочая температура: -175 .
·        Плотность (при -175): ≈700 кг/м3.

Ну тут сразу видно ошибки. Во-первых -175°С это 98К, что выше чем температура замерзания метана и пропана по отдельности (90К и 85К). А эвтектика должна замерзать при более низкой температуре чем чистые вещества. А не при более высокой. На самом деле у эвтектики метан-пропан температура замерзания около 75К.

Во-вторых у вас завышенная плотность. 700кг/м³ при 98К это чуть ниже чем у чистого пропана. А должно быть сильно ниже, должно быть 590кг/м³

"точка стабильности" - согласен, "не то". Достаточно "рабочая температура"
 Касательно плотности... Считается не просто как бинарная смесь. Учитывается отрицательный избыточный объем смешения. Поэтому используем Избыточный объём для системы метан-пропан при таких температурах достигает максимума именно в районе 30% мольной/массовой доли метана. Используем данные NIST REFPROP, которые учитывают неидеальность смеси (уравнения состояния типа Пенга-Робинсона или GERG-2008). Вот что имеем...
- При -170 °C и небольшом давлении(1–5 атм) плотность эвтектики 70/30 масс. стабильно лежит в диапазоне 698–704 кг/м³.
Лабораторно, кстати, не проверял.
Про стабильность растворенного метанола при -170 - надо подумать как подстраховать  - кристаллизация очень даже не исключена.

[Буцетам]

Касательно плотности... Считается не просто как бинарная смесь. Учитывается отрицательный избыточный объем смешения. Поэтому используем Избыточный объём для системы метан-пропан при таких температурах достигает максимума именно в районе 30% мольной/массовой доли метана. Используем данные NIST REFPROP, которые учитывают неидеальность смеси (уравнения состояния типа Пенга-Робинсона или GERG-2008). Вот что имеем...
- При -170 °C и небольшом давлении(1–5 атм) плотность эвтектики 70/30 масс. стабильно лежит в диапазоне 698–704 кг/м³.

Очень хорошо, но как я уже писал, эвтектическая смесь метана и пропана замерзает не при -170, а примерно при -200 (чуть выше). Так почему вы не охлаждаете до точки кристаллизации, откуда -170?

[Буцетам]

Хорошие обсуждения пошли, выгодное отличие от многих других тем, где пишут беспредметно

[Tokarev33]

Касательно плотности... Считается не просто как бинарная смесь. Учитывается отрицательный избыточный объем смешения. Поэтому используем Избыточный объём для системы метан-пропан при таких температурах достигает максимума именно в районе 30% мольной/массовой доли метана. Используем данные NIST REFPROP, которые учитывают неидеальность смеси (уравнения состояния типа Пенга-Робинсона или GERG-2008). Вот что имеем...
- При -170 °C и небольшом давлении(1–5 атм) плотность эвтектики 70/30 масс. стабильно лежит в диапазоне 698–704 кг/м³.

Очень хорошо, но как я уже писал, эвтектическая смесь метана и пропана замерзает не при -170, а примерно при -200 (чуть выше). Так почему вы не охлаждаете до точки кристаллизации, откуда -170?

Ниже -180 возможна нестабильность по пропановой составляющей. Прорабатывал -175. Там,  вроде, всё гут. Есть "зазорчик" в +-10 градусов.  Для "кислого" ГГ - проходит. А вот с восстановительным ГГ не очень - все модели при 1000К "просят" водо-водородный источник в качестве ингибитора сажеобразования. Либо температура в ГГ не выше 850К - и жесткий "штраф" по турбине. Третий бак - не интересно, поэтому делаю попытки расчета вливания присадок, а это тянет за собой повышение температуры горючего. Хотя присадки (даже мало и даже плотных) резко ухудшают плотность исходной пропан/метан 70/30. Поэтому, сейчас -170/-175.

[Владимир Шпирько]

При аварии экология пострадает. Это не быстро разлагающийся гидразин или амил. При попадании в воду вся рыба сдохнет.

"Вырабатывается организмом при расщеплении пищи", даже есть фермент его перерабатывающий.
А рыба собственно и пахнет триметиламином, использует его для поддержания внутриклеточного давления.

Самин, он же триэтиламин нормальное горючее. Ранее широко использовался в ЗУР ПВО. В-750 для С-75 и 5В21 (5В28)ля С-200.

[Владимир Шпирько]

Сера плохой вариант. Молекулярный вес SO2 - 64г/моль. Что резко снижает скорость звука в продуктах горения => cкорость истечения => понижается УИ.

Но я же специально написал сколько а.е.м. ("кусочков гетероатома") приходится на каждую связь. Это более-менее рабочий способ. У 4-валентной серы на каждую связь столько же массы сколько у 2-валентного кислорода. При сгорании это будет означать что в продуктах сгорания, условно, либо 10% оксида серы, либо 20% балластного СО

Быстро не нашел. Хотел "сконструировать" углеводороды с серой.  И сразу возник вопрос. Что азот, что кислород в соединениях с углеводородными радикалами электроотрицательны - валентность -3 и -2 соответственно.  Сера же имеет валентность +4 и +6, а электроотрицательная только -2. И в этом качестве очевидно хуже кислорода.  

[Владимир Шпирько]

И в продолжение.  Взял несуществующее вещество?! S(CH3)4.  И посмотрел простое горение.
Получил среднюю (М) молекулярную массу продуктов горения 31,6 г/моль. Все молекулы трехатомные => показатель адиабаты 4/3.
Если сравнить с горением метана М=26,7г/моль показатель адиабаты также 4/3.
Скорость газа в критике равна скорости звука, а скорость звука обрато-пропорциональна корню из молекулярной массы. => При прочих равных условиях скорость истечения и УИ для метана будет 1,07 раза выше. УИ больше на 20 единиц.

[Буцетам]

А вот с восстановительным ГГ не очень - все модели при 1000К "просят" водо-водородный источник в качестве ингибитора сажеобразования

Модели плохо работают для случаев сгорания с избытком горючего. Вот например статья про диэтиловый эфир. Статья свежайшая, 2024 года, и всё равно авторы пишут что модели не работают https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpca.4c03356

А ещё можно вспомнить диссертацию Клепикова, он там писал "модель предсказывает сажу в ГГ на метане, и много сажи в ГГ на пропане, но в тестах сажи на метане нет совсем, а на пропане её крайне мало"

[Tokarev33]

Модели плохо работают для случаев сгорания с избытком горючего. Вот например статья про диэтиловый эфир. Статья свежайшая, 2024 года, и всё равно авторы пишут что модели не работают https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpca.4c03356

Хороший подгон. Хоть статья про ДЭЭ, но по ДМЭ также интересно. Можно отказаться от метанола в качестве присадки ( в купе с риском его микрокристаллизации). Часть ДМЭ при высоком давлении и температуре в ГГ, (около 10%) имеет шанс конвертироваться в метанол. Правда нет кинетической модели, которая подтвердит , что "успеет".

[Буцетам]

Часть ДМЭ при высоком давлении и температуре в ГГ, (около 10%) имеет шанс конвертироваться в метанол. Правда нет кинетической модели, которая подтвердит , что "успеет".

Ну, на первый взгляд кажется, что если время ограничено, то молекула, прежде чем во что-то конвертироваться, просто разорвётся по связям C-C или С-Н. Мне встречалось, что при пиролизе углеродных цепей, крайние участки СH₃- часто отщепляются с образованием метильных радикалов. Как этот процесс называется, не помню (деметилирование?)
Так что для ДЭЭ я бы предположил в основном образование метильных радикалов и остатка вида -СH₂-O-CH₂-, дальше этот остаток расщепляется по одной из связей О-С и образуется угарный газ. Может образоваться и метанол, но для этого остатку вида -О-СH₂- нужно у кого-то забрать два атома водорода, на это нужно время (водород может быть в наличии, т.к. метильные радикалы сольются в этан, а потом этан разложится на этилен+водород, если температура достаточно велика).
А для угарного газа водород не нужен, поэтому на мой взгляд основная часть кислорода будет конвертироваться в CO.
Конечно могу ошибаться, ну и всё будет зависеть от температуры...
У ДМЭ углеродных цепей нет, а если все CH₃- поотщепляются, то останется голый кислород. Так что именно для ДМЭ, наверное, образование метанола будет неплохо конкурировать с обоазованием СО (но всё равно будет уступать)

[Prokrust]

У ДМЭ углеродных цепей нет, а если все CH₃- поотщепляются, то останется голый кислород. Так что именно для ДМЭ, наверное, образование метанола будет неплохо конкурировать с обоазованием СО (но всё равно будет уступать)

Кислород не может остаться голым - это исключено.  Вариант только один - образует двойную связь с одним из атомов углерода. Так что будет формальдегид или сразу угарный газ и водород. Ну и метан с другой стороны цепочки.

[Буцетам]

Кислород не может остаться голым - это исключено.

Ну так я же об этом и говорю: CH₃-O-CH₃ не может отщепить два радикала -CH₃, поэтому отщепится только один. Останется СH₃-O- а ему до метанола не хватает только одного водородного атома. У более "длинных" эфиров остаток будет другой: -CH₂-O- и до метанола не хватает двух атомов H (в 2 раза больше чем один атом).
Поэтому при пиролизе ДМЭ, вероятно, выход метанола будет повышен