Метан, пропан, бутан, оливковое масло...

[Salo]

Допустим, хотелка - горючка что не боится  Т жидкого кислорода и с максимальным удельным весом. Отделяем из газолина вышеперечисленными способами. Проверяем вожделенный УИ, а чего там смесь получилась, пускай другие диссертации делают.

Даже у метана небольшие проблемы с жидким состоянием при температуре кипения кислорода.
А чтоб какие-то фракции нефти оставались при таких условиях жидкими, ну это фантастика.

Пропан. :wink:

[Andrey]

Допустим, хотелка - горючка что не боится  Т жидкого кислорода и с максимальным удельным весом. Отделяем из газолина вышеперечисленными способами. Проверяем вожделенный УИ, а чего там смесь получилась, пускай другие диссертации делают.

Даже у метана небольшие проблемы с жидким состоянием при температуре кипения кислорода.
А чтоб какие-то фракции нефти оставались при таких условиях жидкими, ну это фантастика.

Пропан. :wink:

Да, попал.    
Хотя можно попробовать отбрехаться, типа не в нефти почти нет.

[Иван57]

Допустим, хотелка - горючка что не боится  Т жидкого кислорода и с максимальным удельным весом. Отделяем из газолина вышеперечисленными способами. Проверяем вожделенный УИ, а чего там смесь получилась, пускай другие диссертации делают.

Даже у метана небольшие проблемы с жидким состоянием при температуре кипения кислорода.
А чтоб какие-то фракции нефти оставались при таких условиях жидкими, ну это фантастика.

Пропан. :wink:

Да, попал.    
Хотя можно попробовать отбрехаться, типа не в нефти почти нет.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%CD%E5%F4%F2%FF%ED%FB%E5_%E3%E0%E7%FB
"
Нефтяные газы — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти; они выделяются в процессе добычи и перегонки (это так называемые попутные газы, главным образом состоят из пропана и изомеров бутана).
...
"

Обычно уходят в факел, как я понимаю

[Александр Ч.]

Пропан. :wink:

Вроде у пропана с бутаном проблемы с коксованием?
А так, да, замечательно бы подошли. Еще и легко сжижаются при относительно небольшом давлении. Я только не пойму зачем топливную пару доводить до температуры жидкого кислорода? Экономия на межбаковой теплоизоляции?

[Andrey]

Нефтяные газы — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти; они выделяются в процессе добычи и перегонки (это так называемые попутные газы, главным образом состоят из пропана и изомеров бутана).
...
"

Обычно уходят в факел, как я понимаю

Я же говорю, попал.
Даже кривые отмазки не помогают.  
В факел если только сразу на месторождении.
А на НПЗ идут в дело.

[Salo]

У пропана (С3[/size]Н8[/size]) с бутаном (С4[/size]Н10[/size]) не думаю, поскольку у керосина формула Cn[/size]H2n[/size] и водорода там меньше.

Главная их проблема высокая плотность в газообразном состоянии: пропан тяжелее воздуха в 1,5 раза, а бутан вдвое. Это может привести к нежелательному скоплению газа, а при дальнейшем смешивании с воздухом и парами кислорода к взрыву.

Переохлаждать этан, пропан и бутан выгодно с целью повышения их плотности на 20-25%.

[Salo]

Спасибо, Salo, я уж запамятовал. Метилацетилен в жидком виде ствбилен, ацетилен - нет. Осмелел народ за 5 лет.  

Кстати о птичках:
http://www.ximicat.com/info.php?id=3442

МЕТИЛАЦЕТИЛEН (пропин, аллилен) CH3–CaCH, молекулярная масса 40,06; бесцв. газ с неприятным запахом; температура плавления —102,7 °С, т.кип. -23,21 °С; d4-40 0,6925; nD-40 1,3863; pкрит 5,628 МПа, tкрит 129,24 °С, dкрит0,2443; С0р 1,517 кДж/(кг.К) при 25 °С; DH0обр -185,44 кДж/моль, DH0сгор -1849,6 кДж/моль, DH0исп 555,2 кДж/кг при -23,21 °С; S0298 248,11 Дж/(моль.К); давление пара (МПа): 0,254 при 0°С, 1,128 при 50 °С и 3,328 при 100°С; хорошо растворим в органических растворителях, плохо-в воде. Образует азеотропные смеси с аммиаком (25% по массе МЕТИЛАЦЕТИЛEН, т.кип. -35°С), пропаном (11,7% по объему, -42°С).[/size]

[Salo]

УИ пары ЖК/метилацетилен примерно на пять секунд выше УИ пары ЖК/метан и на пятнадцать секунд выше такового у пары ЖК/керосин.
Плотность с аммиаком одинаковая около 680 кг/м3 при температуре кипения. При переохлаждении до -60°C плотность немного поднимется.

[Иван57]

Пропан. :wink:

...
Экономия на межбаковой теплоизоляции?

Тоже на земле не валяется.
Особенно для надувной ракеты
( http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=3124&postdays=0&postorder=asc&start=0 )

А то этак неплохо было бы: заправил (надул топливом) бак, стартанул, на орбите бак сложил в "карман" под прикрытие теплозащиты, сел, снова заправился, снова стартанул...

[Salo]

Не знаю или об етом, руски патент на топливо из 27.02. 2002, кто то же уже писал.

http://ru-patent.info/21/80-84/2180050.html

ТОПЛИВО ДЛЯ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Суть изобретения:    Топливо для жидкостных ракетных двигателей, применяемых в составе космических разгонных блоков и ступеней ракетоносителей, содержит горючее на основе метана и окислитель, при этом в качестве горючего используется смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25%. Применение предлагаемого топлива на ракетоносителях среднего класса с общим запасом топлива 300 т позволит снизить массу конструкции ракетоносителя по сравнению с применением топлива метан + кислород на ~2%, что эквивалентно увеличению массы выводимого полезного груза на ~ 6,5%. По сравнению с использованием топлива керосин + кислород масса выводимого полезного груза увеличится на ~ 7,5%.

Номер патента:    2180050

Класс(ы) патента:    F02K9/42

Номер заявки:   2000111092/06

Дата подачи заявки:   03.05.2000

Дата публикации:   27.02.2002

Заявитель(и):   Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"

Автор(ы):   Катков Р.Э.; Тупицын Н.Н.

Патентообладатель(и):   Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"

Описание изобретения:    Предлагаемое топливо предназначено для использования в жидкостных ракетных двигателях (ЖРД), применяемых в составе космических разгонных блоков (РБ) и ступеней ракетоносителей (РН).
Аналогом данного топлива является топливо керосин+кислород [1, 3, 6].
Жидкий кислород в настоящее время является одним из наиболее распространенных окислителей в топливах ЖРД. Это связано с тем, что жидкий кислород является экологически безопасным компонентом топлива.
При этом он дешев, не токсичен, умеренно пожароопасен и обеспечивает достаточно высокие энергетические характеристики топлив. Например, топливо керосин+кислород при давлении в КС 70 ата и геометрической степени расширения сопла 40 обеспечивает удельный пустотный импульс на ~ 8% больший, чем топливо керосин+AT, где в качестве окислителя используется азотный тетраксид.
Керосин представляет собой углеводородное горючее, являющееся смесью природных углеводородов, получаемых при перегонке нефти. Получение керосина из природной нефти обусловливает его относительную дешевизну. Кроме того, керосин является малотоксичным веществом, относящимся к 4-ому (низшему) классу опасности, умеренно пожароопасен и обладает достаточно высокой плотностью, что положительно сказывается на его эксплуатационных достоинствах.
В целом топливо керосин+кислород, является эффективным топливом с достаточно высокой плотностью ~ 1000 кг/м3 и достаточно высоким удельным импульсом истечения продуктов его сгорания, что позволяет достаточно эффективно решать существующие задачи, стоящие перед современными средствами выведения.
К недостаткам топлива керосин+кислород относятся: относительно большая разница температур эксплуатации жидкого кислорода (~ 90 К) и керосина (~ 290 К), что требует принятия специальных мер, компенсирующих температурные напряжения, возникающие в баке хранения окислителя при заправке его жидким кислородом, и необходимость использования баков хранения компонентов с раздельными днищами и значительной теплоизоляцией между баками. Это ведет к существенному увеличению массы баков хранения компонентов и к увеличению объема, занимаемого баками хранения компонентов топлива в двигательной установке, что также увеличивает массовые затраты на хранение топлива.
Прототипом предлагаемого топлива является топливо метан+кислород [2].
Метан является основной составляющей природных газов, поэтому его производство, по оценкам, будет даже дешевле, чем производство керосина. По энергетическим характеристикам это топливо превосходит топливо керосин+кислород: при указанных выше давлениях в КС и геометрической степени расширения сопла удельный импульс топлива метан+кислород будет выше удельного импульса топлива керосин+кислород на ~ 4%.
Однако метан даже при температуре 91 К (температура его плавления 90,66 К) обладает низкой плотностью 455 кг/м3, при этом плотность топлива метан+кислород всего 830 кг/м3, что приводит к увеличению массовых затрат на его хранение ввиду необходимости увеличения объема баков хранения компонентов.
Низкая плотность топлива метан+кислород и невозможность переохлаждения кислорда при использовании баков хранения компонентов топлива с совмещенными днищами ведут к тому, что для космических РБ существенно (на 20% по сравнению с керосин+кислород) снижается время возможного хранения топлива в околоземном пространстве.
Поскольку температура плавления метана выше температуры кипения кислорода при давлении 1 ата (т.е. выше 90 К), то использование баков хранения компонентов топлива с совмещенными днищами даже для кипящего при 1 ата кислорода (а тем более при использовании переохлажденного кислорода, который кипит при более низком давлении) невозможно без использования межбаковой теплоизоляции.
Кроме того, поскольку бак горючего заправлен криогенным метаном, то его надо теплоизолировать от внешних теплопритоков, что дополнительно увеличивает массовые затраты на хранение топлива.
Все это ведет к существенному по сравнению с топливом керосин+кислород увеличению массы и габаритов баков хранения топлива метан+кислород, что значительно, а в некоторых случаях вплоть до нуля, снижает эффект, который можно было бы получить от более высокого удельного импульса прототипа.
Задачей изобретения является увеличение плотности топлива и, как следствие, массовых затрат на его хранение в топливных баках. Энергетические характеристики топлива при этом не ухудшаются по сравнению с прототипом.
Это достигается при применении топлива, содержащего горючее и окислитель, где в качестве горючего используется смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25%.
При указанном содержании метана температура затвердевания такого горючего менее 90 К, т.е. при использовании в качестве окислителя, например, кипящего жидкого кислорода баки окислителя и горючего могут иметь общее днище, не покрытое теплоизоляцией.
Кроме того, предлагаемое топливо для указанного интервала мольного соотношения метан - этилен будет иметь плотность от 900 до 970 кг/см3, что сравнимо с плотностью топлива керосин+кислород, а с учетом большой теплоемкости горючего в предлагаемом топливе возможное время пребывания космических РБ в околоземном пространстве будет таким же, как при использовании топлива керосин+кислород.
При этом проведенные термодинамические расчеты показали, что удельный импульс продуктов истечения предлагаемого топлива будет таким же, как для топлива метан+кислород.
Применение предлагаемого топлива на РН среднего класса с общим запасом топлива 300 т позволит снизить массу конструкции РН по сравнению с применением топлива метан+кислород на ~ 2%, что эквивалентно увеличению массы выводимого полезного груза на ~ 6,5%. По сравнению с использованием топлива керосин+кислород масса выводимого полезного груза увеличится на ~ 7,5%.
Метан, как уже отмечалось выше, является основной составляющей природных газов, а этилен является широко распространенным сырьем для химической промышленности (например, при производстве полиэтилена), поэтому производство горючего для такого топлива не потребует создания новых производств и может быть освоено в достаточно короткие сроки.
Стоимость предлагаемого топлива по оценкам будет сравнима со стоимостью топлива керосин+кислород.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей /в 2-х книгах/ под ред. В. М. Кудрявцева, изд. 4-е перераб. и доп. - М. "Высшая школа", 1993. - кн.1, стр.130-134.
2. Паушкин Я. М. Химический состав и свойства реактивных топлив. - М. Издательство академии наук СССР, 1958.- 376 с., ил. стр.302.
3. Синярев Г.Б. Жидкостные ракетные двигатели. - М. Государственное издательство оборонной промышленности. 1955. -488 стр., ил. стр.159 - 161.
4. Справочник по физико-техническим основам криогеники. /М.П.Малков.- 3-е изд., перераб. и доп. - М.:Энергоатомиздат, 1985, -432 с., ил. стр.217.
5. Справочник по разделению газовых смесей методом глубокого охлаждения. /И. И. Гельперин. - 2-е изд., перераб. - М. Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1963. - 512 с., ил. стр.232.
6. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания /в 3-х томах/ под ред. В.П. Глушко, - М. Всезоюзный институт научной и технической информации. 1968, т. 2, стр.177-308.

Формула изобретения:   Топливо для жидкостных ракетных двигателей, содержащее горючее на основе метана и окислитель, отличающееся тем, что в качестве горючего используется смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25%.

[Salo]

А ентот метан-этилен не похерит ли восстановительный ГГ? Если похерит, то такое топливо нафиг не нужно. Единственная ниша метана-громадные движки первых ступеней, где нужна громадная тяга и надежность, ну и УИ не ниже керосинового. На верхних ступенях метан сливает водороду полностью.

А ентот метан-этилен не похерит ли восстановительный ГГ? Если похерит, то такое топливо нафиг не нужно.

Да нуу??  

З.Ы. Кстати, учитывая молярное соотношение, такое топливо следует называть скорее этилен-метановым, или просто ЭТИЛМЕТАН.

Не знаю или об етом, руски патент на топливо из 27.02. 2002, кто то же уже писал.
http://ru-patent.info/21/80-84/2180050.html

ТОПЛИВО ДЛЯ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Суть изобретения:    Топливо для жидкостных ракетных двигателей, применяемых в составе космических разгонных блоков и ступеней ракетоносителей, содержит горючее на основе метана и окислитель, при этом в качестве горючего используется смесь метана и этилена с мольным содержанием метана от 5 до 25%.
 . . .
При указанном содержании метана температура затвердевания такого горючего менее 90 К, т.е. при использовании в качестве окислителя, например, кипящего жидкого кислорода баки окислителя и горючего могут иметь общее днище, не покрытое теплоизоляцией.
Кроме того, предлагаемое топливо для указанного интервала мольного соотношения метан - этилен будет иметь плотность от 900 до 970 кг/см3, что сравнимо с плотностью топлива керосин+кислород, а с учетом большой теплоемкости горючего в предлагаемом топливе возможное время пребывания космических РБ в околоземном пространстве будет таким же, как при использовании топлива керосин+кислород.
При этом проведенные термодинамические расчеты показали, что удельный импульс продуктов истечения предлагаемого топлива будет таким же, как для топлива метан+кислород.
Применение предлагаемого топлива на РН среднего класса с общим запасом топлива 300 т позволит снизить массу конструкции РН по сравнению с применением топлива метан+кислород на ~ 2%, что эквивалентно увеличению массы выводимого полезного груза на ~ 6,5%. По сравнению с использованием топлива керосин+кислород масса выводимого полезного груза увеличится на ~ 7,5%.

:shock:  Ого, а это же СИЛА![/size]

Если не приврали, конечно. Как-то сомнинельно, чтобы снижение массы конструкции РН всего на 2% давало повышение массы ПГ ажно "на ~ 6,5%" при том же УИ движков (в сравнении с метановой ракетой).

Если бы оно всё было так радужно, то странно, что о таком чудо-топливе не стало известно раньше, патенту больше 10 лет уже!

Дата подачи заявки:   03.05.2000

Дата публикации:   27.02.2002

Не скрыто ли тут каких-нибудь подводных камней? Нестабильность горения, коксование трактов, полимеризация(кстати, самое вероятное)?  :?:

[Mark]

У меня ест Германска страница где очен много табел про всех возможных топлив и е разные комбинацие.

http://www.bernd-leitenberger.de/raktreib3.shtml

[GRD]

Чего только у нас нет:

[Наперстянка]

Чего только у нас нет:

Дайте кто-нибудь данные на все горючие компоненты при минимальной температуре для жидкого компонента,хотя бы при атмосферном давлении,- и все сразу станет ясно,не придется гадать.

[Salo]

Чего только у нас нет:

Спасибо! :wink:

[MGouchkov]

А кстати у ацетилена УИ выше чем у метана. :roll:

А такой вопрос с ненапряжённым ЖРД открытой схемы на метане: давление у него 140-160 атм. :shock:
Что-то я таких ЖРД открытой схемы не знаю. У водородного RS-68  давление меньше 100 атм.

У ЖК/ацетилен УИ выше чем у ЖК/метан?
Как (считали)? Ацетилены ж непредельные - водорода меньше молекулярная масса продуктов - больше.
Но температуру - дают. Про пару ЖК/тургаз (метилацетилен в пропане) я в старшем школьном возрасте думал. Решил если так не делают, значит у "доцентов с кандидатами" есть веские причины.
А вот "20" и больше лет спустя, здесь неспешный разговор.

Про 140ка-160ти атмосферный открытый ЖК/метановый РД-М я понимал так что за счёт бОльшей эффективнности рабочего тела в ТНА. Но насколько понял эта идея совсем погибла, и метановая тема осталась с конверсией на метан двигателей изначально на водороде

[Bell]

Про 140ка-160ти атмосферный открытый ЖК/метановый РД-М я понимал так что за счёт бОльшей эффективнности рабочего тела в ТНА. Но насколько понял эта идея совсем погибла, и метановая тема осталась с конверсией на метан двигателей изначально на водороде

Эта идея подогревается двумя причинами - 1) можно взять "готовый" водородник и просто пустить в него метан, 2) водородник можно использовать безгенераторный, что дает свои плюшки (хотя со 150-тонником такой фокус не пройдет, конечно)

[Salo]

Все российские двигатели изначально на водороде замкнутой схемы.

[MGouchkov]

Эта идея подогревается двумя причинами - 1) можно взять "готовый" водородник и просто пустить в него метан

Это меня вообще на ноль множит.
Из всего что я читал о водороде возникало впечатление что это настолько специфическое вещество (по плотности,  в том что жидкий - значимо сжимаем) что узлы под водород должны соответственно отличаться; по  газо-гидродинамическим причинам, в основном, по площадям сечениий.
Если ЖК/керосин конвертировать пробовали бы - меньше б удивлялся.
А с водородником это похоже на "..дяденьки, мы ж знаем что вы этим не интересовались, не отправляйте на восточный фронт, дайте на опохмел денег.. "

[Salo]

Два действующих метановых прототипа сделаны именно на базе водородников.
Метановый РД-0110 успеха не имел.