РД на метане

[Salo]

И тополиный пух в этом году в апреле.

[Apollo13]

Стрительство стенда для Раптора.

[Seerndv]

Apollo13 пишет:
Стрительство стенда для Раптора.

- хм, свидетельство серьёзности намерений 

[m-s Gelezniak]

Salo пишет:

Иван Чеберко пишет:
В России тема метановых двигателей прорабатывалась химкинским НПО «Энергомаш», воронежским Конструкторским бюро химавтоматики и самарским ЦСКБ «Прогресс».

Ивану о существовании КБХМ кто-нибудь расскажет? Ионин с Моисеевым, видимо, о таком не слышали.

И вопросы о сплавах никого не волнуют
...

[Salo]

m-s Gelezniak пишет:
И вопросы о сплавах никого не волнуют

А должны волновать?

[Seerndv]

Update on Blue Origin's BE-4 Engine Fr om Jeff Bezos
by Doug Messier
on April 29, 2016, at 8:04 am



Combusting CFD modeling of the BE-4 preburner shows temperature distribution of hot gaseous oxygen entering the turbine. (Credit: Blue Origin)

In the BE-4 preburner, a very small portion of the engine's liquefied natural gas (LNG) fuel mixes and burns with all of the engine's liquid oxygen to produce hot gaseous oxygen, which is used to drive the turbine and spin the turbopumps. Oxygen and LNG burn stoichiometrically above 6,000 degrees Fahrenheit, and temperatures of about 3,000 degrees Fahrenheit or more are needed to reliably ignite and sustain the reaction. No practical turbine materials would survive at that temperature, especially in a reusable application. To resolve this, the BE-4 preburner mixes unburned oxygen into the burned gas stream to dilute the combustion gases and reduce the overall temperature to about 700 degrees Fahrenheit. If this mixing process isn't meticulously designed, hot spots can persist in the stream and lim it turbine life.
To design the preburner to provide uniform temperature, we use 3-D Computational Fluid Dynamics (CFD) to model the LNG and liquid oxygen combustion process. CFD predicts fluid behavior by solving the Navier-Stokes equations to describe how the velocity, pressure, temperature, and density of a moving fluid relate. CFD of reacting flows, especially those that also involve a phase change, is much, much harder because it must also solve chemistry along with state equations. Combusting CFD has only become practical with recent advances in chemical physics models and computing power.
To date, we've completed several million core hours of CFD modeling of BE-4 combustion processes. Modeling of the preburner shows good mixing and temperature uniformity upstream of the turbine. The combustion and temperature data we've gathered in our subscale testing correlate with our CFD predictions and show that our preburner sizing and injector element design meet design requirements. The ability to do combusting CFD simulations doesn't eliminate the need for rigorous testing, but it will significantly shorten the test-fail-fix loop on the test stand. We'll keep you updated.
Gradatim Ferociter!
Jeff Bezos

- See more at: http://www.parabolicarc.com/2016/04/29/update-blue-origins-be4-engine-jeff-bezos/#more-58234

[Комодский Варан]

Как думаете, возможно ли будет использовать в ЖРД на метане схему с фазовым переходом?

[Mark]

Да, кроме того об етом уже Клепиков писал, тем болъше что метан имеет на около 350% лучше свойства охлаждения от керосина.

Сегодня в работе Raptor (тяга на 230 тонн, УИ на 321с) как и BE-4 (тяга на 240 тонн).


 

[silentpom]

раптор и be-4 не относятся к двигателям с фазовым переходом

[Uriy]

Комодский Варан пишет:
Как думаете, возможно ли будет использовать в ЖРД на метане схему с фазовым переходом?

Как розжиг камеры будет,пока сопло холодное?

[Mark]

silentpom пишет:
раптор и be-4 не относятся к двигателям с фазовым переходом

Да, я плохо переводил.

1) Двигатель РД-0146 (Expander cycle) работает также и на метане.

2) А метановы двигателъ LM10-MIRA,  кака у него схема?

[Salo]

Mark пишет:
2) А метановы двигателъ LM10-MIRA,кака у него схема?

А чем он отличается от РД0146?

[Salo]

Uriy пишет:

Комодский Варан пишет:
Как думаете, возможно ли будет использовать в ЖРД на метане схему с фазовым переходом?

Как розжиг камеры будет,пока сопло холодное?

А как он происходит в RL10 и РД0146?

[Mark]

Salo пишет:

Mark пишет:
2) А метановы двигателъ LM10-MIRA,кака у него схема?

А чем он отличается от РД0146?

Из етого что я знаю он тоже будет на Expander cycle, имеет рекордны УИ на 385с

[Комодский Варан]

Поспорили-поспорили, а теперь нужно подвести итог.

Изменение УИ различных топливных пар по сравнению с парой ЖК/керосин в вакууме
Давление в КС: 60 атм., на срезе сопла 0.4 атм.


ЖК/Метан:
Оптимальное соотношение О/Г: 3.4/1
УИ по сравнению с парой ЖК/керосин: +9.75 сек
Средняя плотность топлива: 812 кг/м3

ЖК/Пропан:
Оптимальное соотношение О/Г: 2.9/1
УИ по сравнению с парой ЖК/керосин: +5.41 сек
Средняя плотность топлива: 850 кг/м3

ЖК/Бутан:
Оптимальное соотношение О/Г: 2.2/1
УИ по сравнению с парой ЖК/керосин: -5.67 сек
Средняя плотность топлива: 863 кг/м3

ЖК/Этан:
Оптимальное соотношение О/Г: 3.0/1
УИ по сравнению с парой ЖК/керосин: +7.46 сек
Средняя плотность топлива: 887 кг/м3

Ну а с водородом всё понятно    

Вывод: В определённых случаях переход на метан будет иметь смысл. Некриогенная альтернатива метану-этан.

Как получили +20 сек УИ при переходе с керосина на метан я так и не понял...

[Вернер П.]

Комодский Варан пишет:
Некриогенная альтернатива метану-этан.

Метан единственный из углеводородов, который в газообразном состоянии гораздо легче воздуха. 
Если же испарившееся топливо будет скапливаться в понижениях - это такой огромный минус, который перекроет все плюсы.
Поэтому шансы всяческих пропанов-бутанов околонулевые

[Saul]

Комодский Варан пишет:
Поспорили-поспорили, а теперь нужно подвести итог.

Изменение УИ различных топливных пар по сравнению с парой ЖК/керосин в вакууме
Давление в КС: 60 атм., на срезе сопла 0.4 атм.


ЖК/Метан:
Оптимальное соотношение О/Г: 3.4/1
УИ по сравнению с парой ЖК/керосин: +9.75 сек
Средняя плотность топлива: 812 кг/м3

ЖК/Пропан:
Оптимальное соотношение О/Г: 2.9/1
УИ по сравнению с парой ЖК/керосин: +5.41 сек
Средняя плотность топлива: 850 кг/м3

 А шоб долго не искать, не могли бы "премудрые " голодные крокодилы"" привести плотность и "шугообразность" при Т ЖК?

[Комодский Варан]

Saul пишет:

Комодский Варан пишет:
Поспорили-поспорили, а теперь нужно подвести итог.

Изменение УИ различных топливных пар по сравнению с парой ЖК/керосин в вакууме
Давление в КС: 60 атм., на срезе сопла 0.4 атм.


ЖК/Метан:
Оптимальное соотношение О/Г: 3.4/1
УИ по сравнению с парой ЖК/керосин: +9.75 сек
Средняя плотность топлива: 812 кг/м3

ЖК/Пропан:
Оптимальное соотношение О/Г: 2.9/1
УИ по сравнению с парой ЖК/керосин: +5.41 сек
Средняя плотность топлива: 850 кг/м3

А шоб долго не искать, не могли бы "премудрые " голодные крокодилы"" привести плотность и "шугообразность" при Т ЖК?

Плотность вот:

[mihalchuk]

Комодский Варан пишет:
Как думаете, возможно ли будет использовать в ЖРД на метане схему с фазовым переходом?

Мощность турбины будет раза в 3,5 меньше, чем у водородника.

[Salo]

Комодский Варан пишет:
Как получили +20 сек УИ при переходе с керосина на метан я так и не понял...

Возьмите давление в КС 180 атм, да про завесу вспомните.