Silniki hybrydowe by Pomorze

[Tofifi]

Gratulacje!

Oglądając ostatnie 2 filmiki, zaciekawiło mnie zjawosko, tuż po zakończeniu pracy silnika. Połomień z dyszy wylatuje, wyraźnie słabiej aż tu nagle znowu intensywnie.
Tym bardziej zaskoczony jestem filmem nr2, gdzie widać wyraźnie, zarówno tarce manometrów, jak i dyszę silnika.
Widać, tam, że ciśnienie zarowno w butli, jak i w silniku, jest zerowe, a mimo to, coś jakby "dopaliło"

- Skąd te zjawisko?

[RobertW]

Zmrożona rurka dolotowa się ogrzewa i wtryskuje ostatnia porcję utleniacza?

[jaskiniowiec]

Jeszcze z poprzedniego testu filmik. Można zobaczyć "zjawisko" z trochę innej perspektywy. Aga nie wytrzymała, zasłoniła sobie uszy dłońmi. Naprawde nauszniki na głowie Roberta nie są przesadą.

[robercik]

Cześć
Za nami test nr 12 przy współczynniku dysza/wtrysk równym 5 (poprzednio 6). Zwiększenie "zacisku" zwiększyło ciąg silnika zgodnie z oczekiwaniami, jest to widoczne także na klatce z filmu Andrzeja:


FILM: http://rakiety.pomorze.pl/filmy/hybridS ... nd.rob.avi

FILM: http://rakiety.pomorze.pl/filmy/hybridS ... 2.mano.avi

Niestety pozostałe parametry nie są już zgodne z oczekiwaniami. Poniżej charakterystyka ciągu silnika:



Współczynnik O/F spadł ponownie poniżej 4 - udział utleniacza wyniósł 79,8%. Spadła znacznie efektywność silnika, impuls jednostkowy wyniósł zaledwie 170s.
Poniżej porównanie testu11 i testu12:



Na wykresie widać szarpaną pracę, można próbować wytłumaczyć to awarią dyszy. Po ostatnim szlifowaniu grafitu pewne fragmenty stożka wlotowego okazały się zbyt cienkie, wyłamały się i powstał spory defekt:


Trzeba powtórzyć test 12 z naprawioną dyszą żeby jeszcze raz sprawdzić efektywność przy "zacisku" 5. Skąd jednak zwiększone zużycie paliwa?

pzdr

[rawsock]

Jak dla mnie to nie kwestia zwiększonego zużycia, tylko zwyczajnie przy zwiększonym ciśnieniu wypluwało na zewnątrz więcej parafiny. Zacisk to tylko jeden z parametów. Wygląda na to że 6 to najlepszy możliwy do osiągnięcia, a w celu poprawy osiągów bym się zastanowił nad innymi parametrami - przekrój kanału, długość komory itp. No i parafina wydaje się bardzo problematycznym paliwem. Skoro już jest jedna próba z plastikiem, to może warto się na to przenieść?

[jaskiniowiec]

Wychodzi na to, że za niski Iw odpowiada zwiększenie się ciężaru cząsteczkowego gazów wylotowych na skutek rzygania ciekłą parafiną. Wyjątkowo silny wypływ N2O z wtryskiwacza po prostu zerodował blok paliwa. Nie zdążyło się to spalić a tylko w formie rozpylonej zostało wyrzucone na zewnątrz. Może schłodzić zbiornik i odpalić to przy niższym ciśnieniu? Patrząc na praktycznie wszystkie próby widzę jakby du żo lepszą kulturę pracy przy trochę niższych ciśnieniach.

[robercik]

Cześć

Wychodzi na to, że za niski Iw odpowiada zwiększenie się ciężaru cząsteczkowego gazów wylotowych na skutek rzygania ciekłą parafiną. Wyjątkowo silny wypływ N2O z wtryskiwacza po prostu zerodował blok paliwa. Nie zdążyło się to spalić a tylko w formie rozpylonej zostało wyrzucone na zewnątrz. Może schłodzić zbiornik i odpalić to przy niższym ciśnieniu? Patrząc na praktycznie wszystkie próby widzę jakby dużo lepszą kulturę pracy przy trochę niższych ciśnieniach.

Faktycznie obniżenie ciśnienia w zbiorniku daje bardziej płaski ciąg, natomiast dramatycznie obniża osiągi konstrukcji, poza tym utrzymanie chłodnego zbiornika jest bardziej problematyczne niż jego ogrzanie . Jeśli nie damy rady opanować nadmiernej erozji przy 50 bar w zbiorniku będziemy badać kolejne rodzaje zbrojenia parafiny. Rozważam też wydłużenie komory dopalania z połowy kalibru do pełnego kalibru. Na razie jednak nie chcę tego zmieniać żeby zachować nie zmienione parametry testu.

Jak dla mnie to nie kwestia zwiększonego zużycia, tylko zwyczajnie przy zwiększonym ciśnieniu wypluwało na zewnątrz więcej parafiny. Zacisk to tylko jeden z parametów. Wygląda na to że 6 to najlepszy możliwy do osiągnięcia, a w celu poprawy osiągów bym się zastanowił nad innymi parametrami - przekrój kanału, długość komory itp. No i parafina wydaje się bardzo problematycznym paliwem. Skoro już jest jedna próba z plastikiem, to może warto się na to przenieść?

Do PP musiałbym co najmniej dwukrotnie wydłużyć silnik, zaczekajmy też na pomiary kolegów z Krakowa. Parafina ma potencjał domieszkowania i dużą regresję pozwalającą na budowę dobrego silnika startowego, jeszcze zamierzamy testować ten materiał. Co do parametrów geometrycznych zgadzam się całkowicie. W następnym teście kanał zmniejszony zostanie z fi 50mm na fi 38mm, co powinno poprawić współczynnik O/F. Test odpowie na pytanie, czy przy sprawnej dyszy przy współczynniku 5 uzyskamy stabiny ciąg. Dopiero przy stabilnym ciągu warto porównywać efektywność.

pzdr

[robercik]

Cześć
Za nami test nr 13. Oprócz naprawienia stożka wlotowego dyszy, główną zmianą było zmniejszenie z 50 do 38 średnicy kanału ziarna. Udało się nie przegrzać zbiornika z gazem pomimo upału i test odbył się przy 52 [bar] w zbiorniku utleniacza. Skoro dysza została naprawiona liczyliśmy na stabilną pracę. Faktycznie wykres pokazuje większą stabilność, jednak pod koniec fazy ciekłej silnik wzbudził się "zadymiając całą Kubę".


Nadmierna erozja ziarna i płukanie parafiny na moment wręcz zgasiło płomień. Do przerwania pracy jednak nie doszło.

FILM: http://rakiety.pomorze.pl/filmy/hybridSF1.test13.HD.m2t (50 Mb)

FILM: http://rakiety.pomorze.pl/filmy/hybridS ... 3.slow.mov

FILM: http://rakiety.pomorze.pl/filmy/hybridS ... nd.rob.avi

Wykres pracy silnika w teście nr 13:


Na wykresie widać problemy z otwarciem zaworu głównego. Na sucho zawór działa bez zarzutu, jednak problemy mogą wynikać ze sztywnego łącza pomiędzy zbiornikiem a silnikiem. Po skręceniu stanowiska badawczego naprężenia mogą blokować kulę zaworu.

Poniżej porównanie z poprzednim testem (awaria dyszy):


Gdyby nie opóźnienie otwarcia zaworu wykresy w zasadzie pokryłyby się, jednak zwiększona erozja ziarna spowodowała dalszy spadek efektywności. Spodziewaliśmy się zmniejszenia udziału parafiny z powodu mniejszej powierzchni ziarna wystawionej na płomień, stało się jednak zupełnie odwrotnie. Bardziej decyduje czynnik mechaniczny. Po testach 11,12 i 13 z tym samym wtryskiem widać wyraźnie, że najmniejszy udział parafiny i zarazem idealny udział utleniacza 84,7% mieliśmy przy największej średnicy kanału (kanał ponad 50 mm średnicy test 11), typowy dla kanału 50 mm udział parafiny w teście nr 12 79,7%, i w dzisiejszym teście udział utleniacza tylko 75,7% dla kanału fi 38 mm. Ziarno dosłownie próbowało wpełznąć do komory dopalania.

pzdr

[rawsock]

Zaczynam się tylko zastanawiać czy metoda pomiaru udziału utleniacza pozwala na wyciągnięcie odpowiednich wniosków. No bo że ubyło ileśtam paliwa mówi w zasadzie tylko o tym ile ubyło, a nie ile się spaliło. Równie dobrze mogło zostać wyplute. Dobrze by było przygotować jakiś arkusz kalkulacyjny z teoretycznym wyliczeniem uzyskanego ciągu, bo umieszczając zmierzony ubytek paliwa i uzyskany ciąg w tym kontekście dopiero umożliwi wyciągnięcie sensownych wniosków. Idealnie by było zmierzyć skład spalin ale to chyba niewykonalne w naszych warunkach.

[robercik]

Cześć

Zaczynam się tylko zastanawiać czy metoda pomiaru udziału utleniacza pozwala na wyciągnięcie odpowiednich wniosków. No bo że ubyło ileśtam paliwa mówi w zasadzie tylko o tym ile ubyło, a nie ile się spaliło. Równie dobrze mogło zostać wyplute. Dobrze by było przygotować jakiś arkusz kalkulacyjny z teoretycznym wyliczeniem uzyskanego ciągu, bo umieszczając zmierzony ubytek paliwa i uzyskany ciąg w tym kontekście dopiero umożliwi wyciągnięcie sensownych wniosków. Idealnie by było zmierzyć skład spalin ale to chyba niewykonalne w naszych warunkach.

Piszesz o tym samy co zakładał Jaskiniowiec. Ustalenie składu mieszanki podczas spalania jest technicznie trudne, można jednak założyć, że w naszym przypadku większość parafiny nie spala się efektywnie. Po sekcji silnika mamy na to dowód. Poniżej zdjęcie komory dopalania po teście nr 13:


Na zdjęciu widać zastygniętą mieszankę parafiny z sadzą w komorze dopalania i zaabrudzony parafiną grafitowy stożek wlotowy dyszy. Jest tego niewiele bo tylko około 10 [g] ale efekt widać wyraźnie. W testach z udziałem 79% N2O efekt ten nie występował.

pzdr