РД на метане

[Seerndv]

Дмитрий В. пишет:
За ненадобностью.

- ну это пока Маск "Раптор" не сделал  
Тем более, что работы по метану у них были.

[Буцетам]

ГДТ пишет:

Это из песни водород в метане растворять.
Плотности разные, на фракции распадётся, может в осадок выпадет(ацетилен/этилен)    

Просветите насколько проще и дешевле сделать 150 тонный двиг, нежели 300 тонный? Или на меньшее не согласны )?

А что, водород в метане? Там его ведь совсем немного растворяется. По массе - процента 2 при разумном давлении (атмосфер 30-40). А то, что на фракции будет распадаться - хмм, не уверен. Ацетам распадается? Или пропан-бутан в баллоне?

[sychbird]

Отметим, что «Балтийский СПГ» будет реализован на принципах проектного финансирования.

Как пишет «Коммерсантъ», проблемой для проекта может стать отсутствие российских технологий крупнотоннажного сжижения газа, тогда как лицензии на действующие технологии принадлежат компаниям из США, ЕС и Японии, которые ввели санкции.

По информации издания, для «Балтийского СПГ» предполагается использовать «европейскую технологию». Речь может идти о технологии Shell — она применяется на единственном действующем российском СПГ-заводе на Сахалине (у «Газпрома» там 50%, у Shell — 27,5%, остальное у японских Mitsui и Mitsubishi). Другой вариант — технология немецкой компании Linde, которая использована на СПГ-заводе в норвежском Хаммерфесте.

Подробности: http://www.regnum.ru/news/polit/1916882.html#ixzz3XwObV9uN

[Bell]

Хороший повод под видом метановой инфраструктуры для космонавтики разработать отечественные технологии СПГ.

[sychbird]

Bell пишет:
Хороший повод под видом метановой инфраструктуры для космонавтики разработать отечественные технологии СПГ.

Идея хорошая. Вопрос во времени, деньгах, и как это во временном аспекте отразиться на планах по перспективным носителям на метане.

[Seerndv]

Developed for Blue Origin's planned Orbital Vehicle, the BE-4 (designating the fourth Blue engine) is an oxygen-rich, staged combustion, single-shaft rocket engine designed to burn liquefied natural gas (LNG).
"Liquefied natural gas is almost 100% methane; it has a few other hydrocarbons in it," says Bezos, who appeared with Bruno at a Washington press conference to announce the deal. "We're designing the engine to run on liquefied natural gas or methane. They're both roughly the same density, but methane is considerably more expensive because to remove the last little bit of other kinds of hydrocarbons is costly. Cost/operability is what drives us designing the engine."
 
http://aviationweek.com/space/ula-buying-rd-180-replacement-blue-origin

- хм, вроде читал западную статью, так наоборот, перед сжижением  сначала СПГ чистят чуть ли не до чистого метана,  а потом при газификации добавляют определённые газы для обеспечения требуемой теплотворной способности.

[Bell]

Seerndv пишет:
а потом при газификации добавляют определённые газы для обеспечения требуемой теплотворной способности.

[Seerndv]

Не, я сам сначала не поверил, но тем не менее.
Причём, её как правило снижают (!) для pipeline-quality gas после газификации.
А вот судя по вашей фотографии, вы подумали обратное  

[Буцетам]

Я бы не стал сгущать краски насчет СПГ. Те "технологии", которые упоминаются в статье и которых нет в России, это, видимо, циклы работы установок сжижения. То есть как бы схема установки сжижения, принцип работы.  Таких схем множество и самые "крутые" (запатентованные за рубежом    ) позволяют немного сократить затраты энергии на сжижение. То есть и цену продукта  - СПГ.
В общем всё это важно только ели СПГ собираются продавать. А если для космодрома делать небольшой свечной заводик, то можно и другой, менее эффективный цикл выбрать. Который не запатентован и доступен.

[mihalchuk]

Seerndv пишет:
Не, я сам сначала не поверил, но тем не менее.
Причём, её как правило снижают (!) для pipeline-quality gas после газификации.
А вот судя по вашей фотографии, вы подумали обратное

Тут недавно выяснилось, что Нафтогаз Украины, направляя продукт потребителям, усиленно разбавляет его азотом.

[mihalchuk]

Плейшнер пишет:
Если правильно понял, то метан единственный из углеводородов, который не образует сажи при сжигании в восстановительном газогенераторе, что позволяет без проблем организовать схему ДВГГ

Не единственный. Пропан, этан.

[mihalchuk]

sychbird пишет:
Отметим, что «Балтийский СПГ» будет реализован на принципах проектного финансирования. Как пишет «Коммерсантъ», проблемой для проекта может стать отсутствие российских технологий крупнотоннажного сжижения газа, тогда как лицензии на действующие технологии принадлежат компаниям из США, ЕС и Японии, которые ввели санкции . По информации издания, для «Балтийского СПГ» предполагается использовать «европейскую технологию». Речь может идти о технологии Shell — она применяется на единственном действующем российском СПГ-заводе на Сахалине (у «Газпрома» там 50%, у Shell — 27,5%, остальное у японских Mitsui и Mitsubishi). Другой вариант — технология немецкой компании Linde, которая использована на СПГ-заводе в норвежском Хаммерфесте.
Подробности: http://www.regnum.ru/news/polit/1916882.html#ixzz3XwObV9uN

А чем принципиально отличаются технологии крупнотоннажного и средне- малотоннажного ожижения?

[TDMS]

mihalchuk пишет:
А чем принципиально отличаются технологии крупнотоннажного и средне- малотоннажного ожижения?

Малотоннажное ожижение СПГ работает как обычный криокомплекс, чаще всего построенном на азотном цикле (это не очень эффективно, но сама установка самая дешевая). На вход подается предварительно подготовленный (очищенный и обезвоженный) продукт для ожижения. Объем производства 10-20 тонн/сутки, этого будет достаточно, чтобы оснастить космодром.

Что такое среднетоннажное производство я не знаю, наверно какое-то не совсем крупнотоннажное.

Крупнотоннажное производство о котором выше писали, это завод по комплексной переработке, очистке, ожижению газа, а также выпуску побочных продуктов в зависимости от месторождения. Технология производства многостадийная, с разделением фракций и их раздельной или смешанной подготовкой и обратным смешиванием для создания готового продукта. Азот и гелий могут использоваться как производные хладогенты. 

На больших заводах, таких как Сахалинский возможно использование всяких ноу-хау, которые позволяют снизить затраты на 5-10%. Что-то вроде этого http://www.nt.ntnu.no/users/skoge/prost/proceedings/adconip-2014/pdf/SUBS41TO60/0045/0045_FI.pdf

Почему у нас строят завод не на месторождении, а создают хаб? Потому что есть действующая инфраструктура транспортировки газа через трубу. И потому что Ледовитый океан у нас как бэ замерзает. А транспортировать СПГ кроме как по морю (ну или в частном случае как замену дизтоплива в условиях крайнего севера) не выгодно.

[alex1664]

Копатыч пишет:
 А что, водород в метане? Там его ведь совсем немного растворяется. По массе - процента 2 при разумном давлении (атмосфер 30-40). А то, что на фракции будет распадаться - хмм, не уверен. Ацетам распадается? Или пропан-бутан в баллоне?

Пропан-бутан в баллоне очень даже сепарируется. Особенно при низких температурах. Есть даже топливо летнее и зимнее. Те кто продвинуто пользует сжиженный газ (сварщики, строители, водители) очень хорошо этот момент знают. В баллонах со временем вообще конденсат накапливается, типа вонючего керосина.
Для тех же зажигалок идет чистый бутан.

[Вернер П.]

mihalchuk пишет:

Плейшнер пишет:
Если правильно понял, то метан единственный из углеводородов, который не образует сажи при сжигании в восстановительном газогенераторе, что позволяет без проблем организовать схему ДВГГ

Не единственный. Пропан, этан.

Насчет пропана Клепиков пишет:

[Буцетам]

alex1664 пишет:

Пропан-бутан в баллоне очень даже сепарируется. Особенно при низких температурах. Есть даже топливо летнее и зимнее. Те кто продвинуто пользует сжиженный газ (сварщики, строители, водители) очень хорошо этот момент знают. В баллонах со временем вообще конденсат накапливается, типа вонючего керосина.
Для тех же зажигалок идет чистый бутан.

Хм, интересно! Вообще пропан и бутан должны ведь друг в друге растворяться. Гомологи, как никак. Наверное при понижении температуры растворимость падает и они разделяются.

А что же с ацетамом? Даже если ацетилен офигеть-как-растворим в аммиаке, есть и ещё одна проблема. В паровом пространстве ацетилена, кажется, процентов 80 или даже больше. И давление, наверное, 4 атм. или около того. При таких условиях ацетилен легко взрывается от небольшой искры. Вон ниже в таблице - при 3 атм. нужна искра на 0,3 Джоуля. Может и не взорвется, но начнет быстро разлагаться и ракета всё равно никуда уже не полетит. Такие дела.
 

[Буцетам]

Вот и ещё картинка. Точно не скажу, но здесь давление разложения смеси ацетилена и азота. Если ацетилена 50%, то уже при 3-х барах разлагаться может начать. А там его не 50%, а больше.
 

[Salo]

http://glav.su/forum/2-science/101/message/3054181/#message3054181

Цитата: Фёдор144 от 22.04.2015 22:25:04
ага, щас. на пару процентов лучше чем у керосина.
  
 "Теоретический удельный импульс топлива «жидкий кислород - жидкий метан» на 3.4% выше, чем топлива «жидкий кислород - керосин»"
   
  http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/nk/1998/17-18/17-18-1998-3.html

перегрев пишет:
Так-то оно наверно да, но как водится у "дочерей офицеров" - "не всё так однозначно" Потому что теоретический УИ и реальный - это две большие разницы. Что, к слову, видно и по Вашей ссылке - переделка РД-191 на  СПГ дает прибавку в удельной на 5% (354/337=1,05)
 У ЖРД на метане (СПГ) есть  реальные плюсы, по сравнению с керосиновым, которые делают затею весьма привлекательной.
 

• Значительно большие запасы по охлаждению, т.е. возможность значительно повысить параметры рабочего процесса в КС (а значит получить больший УИ) не прибегая к экзотическим материалам и энергетически невыгодным способам теплозащиты (завесное охлаждение) - в решении задачи теплосъема рулит всё-таки разница между температурой возле стенки КС рабочей средой и температурой охладителя.
• Возможность сделать двигатель по восстановительной схеме, что резко повысит его надежность. Почему не делают двигатели восстановительной схемы на керосине? Потому, что газ с избытком горючего типа "керосин" или "гидразиновые вариации" (несмотря на высокую работоспособность) обладает крайне неприятной особенностью - его температура очень плохо реагирует на изменение соотношение компонентов. Если для повышения давления и температуры в окислительном ГГ достаточно чуть-чуть увеличить расход горючего, то в восстановительном ГГ потребуется очень приличное увеличение расхода окислителя. Что это означает на практике - ГГ на окислительном газе потребует одного регулирующего устройства (регулятора расхода горючего), ГГ на восстановительном газе - целой системы, синхронно увеличивающей/уменьшающейрасход обоих компонентов в ГГ.
• Возможность обойти принципиальные ограничения схемы "газ-газ", связанные со статической неустойчивостью такого двигателя как объекта управления. На СПГ можно сделать двигатель по схеме "газ-газ" без неизбежных двух ГГ и получить все ништяки такой схемы.
• Возможность сделать многоразовые и необслуживаемые устройства воспламенения. На керосине или пусковое горючее или пороховой запальник. Да, есть прогресс по лазерным запальникам, но на СПГ можно легко сделать надежный электроплазменный запальник. И тогда не надо будет после КТИ разбирать пол-двигателя, что бы поменять пороховые стартеры или ампулы с ПГ
• Межпусковое обслуживание. Тут преимущества СПГ неоспоримы. Нет необходимости городить камеры ТВС для удаления керосина. Для многоразовых схем уже одна эта особенность СПГ как бык овцу кроет керосиновые варианты, но ведь каждый двигатель всё равно будет проходить наземные испытания, а значит его всё равно придется чистить...
  

Это отнюдь не полный перечень преимуществ двигателя на СПГ. Справедливости ради необходимо отметить, что и недостатков у такой топливной пары хватает. Например, СПГ это далеко не чистый метан, а значит разность между теоретическими УИ керосина и СПГ будет еще менее драматической...
 
 Однако, по совокупности (имхо) плюсы с лихвой перевешивают недостатки. СПГ дает возможность сделать ЖРД с высокими удельными характеристиками, с приемлемой напряженностью внутридвигательных процессов, с возможностью резкого удешевления цикла "изготовление - испытания - применение по назначению". На многоразовых системах эта топливная пара вообще вне конкуренции (разумеется имхо).
 
 P.S. Кстати в ФКП тема нашла свое место, будет большой движок для новой ракеты. К слову, название ОКР первой ассоциацией вызвала игрушку "Герои мечи и магии"

[Буцетам]

Где-то на форуме встречалось, что если к водороду добавить 5% метана, то УИ с кислородом возрастет, будет выше чем для чистого водорода. Тот, кто это написал, утверждал что "энергетика растет быстрее, чем увеличивается молекулярная масса продуктов сгорания". звучит сомнительно...
Я пробовал в RPA смотреть смеси 95%H2+5%CH4 и 95%H2+5%C2H2. Не помогает - УИ снижается. Кто-нибудь знает правду  :|  ?

[Bell]

Копатыч пишет:
Где-то на форуме встречалось, что если к водороду добавить 5% метана, то УИ с кислородом возрастет, будет выше чем для чистого водорода.

У смеси УИ больше, чем у чистого водорода? Нет конечно

Копатыч пишет:
Я пробовал в RPA смотреть смеси 95%H2+5%CH4 и 95%H2+5%C2H2. Не помогает - УИ снижается. Кто-нибудь знает правду :| ?

Ключевое - соотношение с кислородом. Большая доля высокого УИ на водороде достигается тем, что водорода подается избыток и он нагревается за счет сгорания стехоиметрического количества О2 и Н2. В результате уменьшается молекулярная масса выхлопа -> растет УИ. Стехиометрия О2 и Н2 по массе 8, а в реальности применяется соотношение 7, на 15% больше водорода.