Composiet Brandstoffen Op Basis Van Ammoniumnitraat

[pyrobass]

Omdat ik hier geen topic of info op dit forum over dit onderwerp kon vinden.

Gisteren was ik aan het zoeken naar alternatieve brandstoffen, dus in plaats van MP/BP, candy of PU-lijm/KClO₃ motoren, hierbij kwam ik een interesante site tegen: klik.

Deze wekte mijn interesse en ben gaan experimenteren, allereerst met PU(lijm)/AN deze brande voor geen meter, ik denk dat het metaalpoeder (Mg) dat gebruikt wordt essentieel is voor de juiste verbrandingstemperatuur.

Heeft iemand ervaring met deze rakatbrandstoffen?

Verder kan ik weinig info vinden over de manier waarop de brandstof in de motor-casing wordt gedaan, dus persen of gieten? Ook kan ik weinig vinden over eventuele nozel en de bijbehorende verhoudingen.

Verder wordt er op die site gepraat over een soort gestabiliseerde AN, zou het mogelijk zijn om normale AN uit KAS bijvoorbeeld te gebruiken?

Kortom tot zover erg veel vragen, maar zeker iets waar ik verder mee wil gaan experimenteren.

Edited July 3, 2008 by pyrobass

[Leander]

Probeer eerst eens 85/15 NH4NO3/Houtskool. Later kun je altijd nog proberen om het de 'plastificeren'. AN/C geeft theoretisch alleen maar gas, mits goed gebalanceert. 85/15 is zwaar overfueled, maar dat geeft niet zoveel, aangezien je voor raketten heel snel massa moet uitstoten, waarbij een volledige verbranding meer bijzaak is.

[pyrobass]

Oke, maar moet ik dan de compo los in een casing rammen/persen of zou ik de AN eerst kunnen smelten net als bij candy en later de C toevoegen, en dit in de casing gieten...?

Ik neem aan dat ik een core moet boren, ik heb gelezen dat je bij Ammoniumnitraat motoren een stervormige core moet boren of rammen..
Nozel lijkt me zowiezo nodig aangezien de stuwkracht/impuls en brandsnelheid erg laag is.

Die formulering ga ik zeker even uitproberen :blush:

Edited July 3, 2008 by pyrobass

[Leander]

Ik weet uit ervaring (AN-water emulsies ) dat AN op hoge temperaturen best behoorlijk oxiderend kan zijn. De olie die ik toevoeg word altijd bruin bij toevoeging (~120oC). Een meltcast motor zou zeker de hoogste dichtheid opleveren, dus ik zou het zeker proberen, maar blijf wel voorzichtig. Dat beetje oxidatie wat ik waarnam zou in jou geval vrij eenvoudig een uitgebrande pan kunnen betekenen. Probeer gewoon eens een kleine testbatch, en als dat werkt kun je opschalen.

Even de berekening gedaan, AN/Houtskool is ongeveer zuurstofgebalanceert op 90/10 naar gewicht.

[pyrobass]

Ik heb net even een small-scale test gedaan, het resultaat was een leuke rookbom achtige compo die heel langzaam brand, ook leuk maar dat was niet de bedoelling. Ik denk dat mijn AN ook niet droog genoeg was, hij had al een paar uur in een open bakje gelegen waardoor er denk ik zelfs na het smelten nog wat kristalwater aanwezig was , bovendien is mijn ballmill niet meer dus moet ik me even behelpen met redelijk grove houtskool. Nu zit ik weer zonder pure AN dus zal ik vanavond even een nieuwe batch moeten extraheren+indampen.

Tijdens het berekenen moet je er ook nog rekening meehouden dat het Ammonium-ion gereduceerdt wordt, het NH₄⁺-ion is zelf immers ook een reductor.

Misschien zou het toevoegen van Mg of Al helpen om de verbrandingstemperatuur wat omhoog te helpen, dat zou de oxiderende werking van de AN wat kunnen verbeteren, helaas ben ik momenteel door beide heen .

Edited July 3, 2008 by pyrobass

[Leander]

Misschien zou het toevoegen van Mg of Al helpen om de verbrandingstemperatuur wat omhoog te helpen, dat zou de oxiderende werking van de AN wat kunnen verbeteren, helaas ben ik momenteel door beide heen .

Daarom heb ik dat maar eens eventjes geprobeert!

Ik heb wat testjes gedaan met 85/15/10 NH4NO3/Wilgenhoutskool/MgAl (270#). Ik had geen camera tot mijn beschikking, dus jullie zullen het mijn mijn beschrijving moeten doen.

Eerst wilde ik weten of gesmolten AN veilig te mengen is met C en MgAl. Gesmolten AN/C rookt wel een beeetje, maar verbrand niet, dus 'in theorie', zou je daar een veilige meltcast mee kunnen maken. MgAl (270#) en Al (250#) oxideren direct met luid gesis, en zijn dus niet bruikbaar.

Daarom besloot ik om mijn mengsel niet de gieten, maar droog te mengen. Gedroogde AN, C en MgAl werden 10 minuten 'gekogelmolend'. Daarna heb ik twee brandtestjes gedaan, namelijk de losse verbranding, en in een raketmotor.

De losse verbranding geeft een langzaam brandende intest hete compositie met opvallend veel grijs residu in de vrom van kleine sliertjes. De raketmotor die ik maakte bevatte 15 gram van het mengsel in een 5/8e '' PVC buisje, met een 60% core, en een 3 mm venturi. De totale brandduur was ongeveer 15 seconden, wat aangeeft dat de specifieke impuls van de brandstof ongeveer te vergelijken is met een 2e hands afgesabbelde lolly. De compositie brandde zo heet dat de PVC buis openbrande, wat een soort k3wly PVC rookbom gaf. Het mengsel zelf was overigens volledig rookloos. Omdat ik geen zin had in een rookbom in mijn tuin doofde ik de raket met water, waarna het stug bleef doorbranden. Na analyse van de leftovers van mijn motor bleek dat er wederom ontzettend veel, ditmaal zwart residu achterbleef.

Conclusie: Dit spul lijkt meer geschikt als thermiet-ontsteekmix, dan als raketbrandstof... :)

[pyrobass]

Haha weet ik dat ook weer, dan hoef ik daar dus niet meer mee te kloten.

Ik heb wel eens Al/AN fonteintjes gemaakt (de Al was flake, kwam uit verf en was dus wel gecoat en was zo'n 250 mesh), daar zat nog aardig wat stuwkracht achter, (zoveel zelfs dat er eentje alle kanten op vloog) zou het geen mogelijkheid zijn die mix te plastificeren, en die in een huls te gieten/persen? Verhoudingen weet ik even niet dus die moet ik even berekenen. Helaas valt de gas-uitstoot dan mee doordat er Al₂O₃ en alleen de gasvormige reactie producten van de AN vrijkomen.

Dat zelfde oxidatie-verschijnsel of ik denk ontleding komt ook voor als je Mg/NH4NO3 ontsteekt, dat komt denk ik omdat de Mg of Al ineen keer alle warmte geleid.

Op de compositie database van GK staat ook een compo.


Ammonium nitrate..................................85-90%
Elastomeric binder (HTPB or other urethane plastic).....?

Deze werkt denk ik niet, want de PU-lijm achtig variant die ik geprobeert heb werkte ook niet. Of zou het met HTPB wel werken?

edit: net even terug denkend aan een scheikundeles van een jaar geleden, een elastomeer is een polymeer met elastische eigenschappen, PU is niet bepaald elastisch, misschien dat een synthetisch rubber een uitkomst bied.

Edited July 4, 2008 by pyrobass

[Leander]

Elastisch of niet doet er IMO niet zo heel veel toe. Wat van belang is zijn de verbrandinseigenschappen van de stof. Zelfs als het helemaal niet zou binden is er nog prima een raketje van te maken (denk aan geramde meal pijlen), maar als het niet brand en wel bindt is het helemaal nutteloos.
Misschien moet je proberen om die HTPB te pakken te krijgen? Ik zou eventueel ook wel eens wat testjes met 85/15 AN/PIB kunnen doen. Dat is ook een lekker flexibele kunststof , die voor meerdere toepassingen *kuch kuch* als binder gebruikt word.

[miech]

(...)

Op de compositie database van GK staat ook een compo.
Ammonium nitrate..................................85-90%
Elastomeric binder (HTPB or other urethane plastic).....?

(...)

Dit is een mooi voorbeeld van een compositie die niet juist overgenomen is uit de oorspronkelijke bron. De oxidator voor deze compositie dient ammoniumperchloraat te zijn, en oorspronkelijk stond er ook nog een half procent kaliumdichromaat als katalysator bij. Ik moet zeggen dat het volgens de kleinschalige test die ik ermee gedaan heb een bijzonder krachtige brandstof is (met AP/PU).

[Leander]

Whaha, dat verandert de zaak ietswat!

Perchloraat is een veel krachtigere oxidator, en de zuurstofbalans is ook stukken beter vanwege het hogere % zuurstof, en het Cl ipv het N athoom, wat ook minder zuurstof vraagt. Heb ik mazzel dat ik binnenkort een lading NH4ClO4 bezorgt krijg, dan zullen we dit nogmaals proberen. Ik verbaasde me al zo over de extreem lage impuls dat NH4NO3/X leverde. Volgende keer de bronnetjes maar wat beter nachecken ... als we Miech toch niet hadden... :lol:

Edited July 12, 2008 by Leander

[pyrobass]

Ik vondt het ook al zo vreemd dat de propellant zo zwak was, helaas kan ik niet aan AP komen tenzij ik met mijn cel natriumperchloraat kan maken en dat omzetten, het probleem wordt dan dat er eventueel nog chloraat aanwezig is in de cel en aangezien het mij geen fijn idee lijkt dat er ammoniumchloraat wordt gevormt....

Toch moet het wel mogelijk zijn om met ammoniumnitraat een goede propellant te maken.

[Methodologisch]

Volgens mij is het algemeen bekend dat AN alleen werkt in combinatie met magnesium poeder, terwijl het veel reactievere AP vaak in combinatie met alumuminium gebruikt wordt (of een katalysator).

De combinatie van een lage verbrandingswarmte, relatief hoge ontledings temperatuur en hoge gasproductie maken dat AN zonder toevoegingen nauwelijks een continue verbranding kan ondergaan. De toevoeging van magnesium maakt de verbrandings temperatuur veel hoger, terwijl de gasproductie niet toeneemt. Door deze eigenschappen werkt deze compositie in een raketmotor. Om diezelfde reden neemt de detonatie snelheid van veel aminenitraat gebaseerde explosieven ook toe door toevoeging van een aantal procent magnesium/aluminium, terwijl voor andere explosieven de detonatie snelheid juist afneemt.

Misschien is het wel mogelijk om een raketmotor te maken met bv. AN+PU of AN+C, alleen komt het design van je motor dan heel precies. Veel composities hebben een minimale kamerdruk nodig om continue te kunnen verbranden. Perchloraat/asphalt composities bijvoorbeeld werken pas bij een kamerdruk vanaf 60 bar! (Even ter vergelijking, een R-Candy motor met een brandtijd van minder als een seconde zit op 20 bar kamerdruk, een BP endburner misschien 7 bar) Voor AN+binder gebaseerde brandstoffen mag je misschien nog wel meer verwachten. Onder deze minimale druk komt de raketmotor helemaal niet op druk, en als ie er tegen aan hangt krijg je een bekend fenomeen voor AP motoren, namelijk dat de motor een beetje aan en uit sputtert, beter bekend als "Chuffing". De enige compositie waarvan ik heb gelezen dat die werkt in relatief kleine motoren is met 650-1000 mesh magesium in combinatie met een HTPB binder. Bovendien, als je met een willekeurige AN compositie aan de slag gaat zul je eerst een heleboel tests moeten doen om te bepalen hoe de brandstof zich gedraagt onder drukverhoging. Niet alles wat brand kan als raketbrandstof gebruikt worden. Zonder deze gegevens is het onmogelijk om een werkend design te maken voor je motor. Dus even een willekeurige AN compositie in je PVC buisje hameren om een raket te maken is er dus helaas niet bij...

Trouwens typische Isp's van AN motoren zonder magnesium zitten rond de 160 sec. Vergelijk dit met de isp van 125 voor R-Candy en je kan je afvragen of alle nadelen aan het gebruik van AN opwegen tegen de kleine winst in power...

Edited October 24, 2008 by Methodologisch

[pyrobass]

Misschien is het wel mogelijk om een raketmotor te maken met bv. AN+PU of AN+C, alleen komt het design van je motor dan heel precies.

AN/PU wil in de open lucht niet eens ontbranden. AN/C heeft een veel te lage impuls, misschien heb je wel een soort van start compositie nodig om druk en temperatuur op te bouwen. Ik heb een paar weken geleden het projektje maar weer van de grond getild opnieuw ben ik weer gaan experimenteren met het smelten van AN/C. Het valt mij wel op dat als de houtskool heel fijn is de brandsnelheid wel iets toeneemt en ik na verbranding totaal geen vast residuu meer over heb. Ik denk dat het inderdaat niet mogelijk is om met kleine PVC casings een raket te maken, een grotere diameter zou voor meer drukopbouw moeten zorgen. Ik heb zelf ook al wat testjes met Mg gedaan (AN/C/Mg, 80/13/2) de brandsnelheid was wel wat hoger. Ik denk dat ammoniumnitraat pas echt een sterke oxidator wordt bij hogere temperaturen.

[Noge]

Ik heb al een tijdje niks meer laten horen, maar ik moet nu even reageren omdat
er niet veel goeds wordt verteld over An als oxidator voor raket cq vuurpijl.

Ammoniumnitraat is de beste oxidator voor raketmotoren, het is zelfs zo goed
dat de nasa er volop mee aan het experimenteren is.

Ammoniumnitraat presteert veel beter dan kno3 omdat de reaktie produkten gassen zijn
ipv. vaste deeltjes die de snelheid van de gassen in de keel van de nozzel afremmen.

Verder zijn die reaktieprodukten niet slecht voor het milieu ,zoals bij Ap.

De isp ligt rond de 230n/s kno3 rond 150.
Dit is maar 30n/s minder dan Ap, je kunt je dus afvragen of je nog met het
schokgevoelige giftige Ap wil werken
( ik niet in iedergeval maarja ik maak ook kilo’s stuwstof)

Richard Nakka heeft zelfs een compositie met An die een isp van 145n/s haalt
Deze compositie bevat veel Al en wordt hydraulisch geperst
Ik heb met die man wel is gesproken hierover ,en hij bracht me op het idee om met An verder
te gaan omdat de kn epoxy composities ook maar matige resultaten gaven.

Voor info zie nakka rocketry

Pyrobass als je echt raketmotoren wil maken met een composiet stuwstof dan zou ik die site
Van cp technologies goed bestuderen ,je kan hun boek bestellen ik heb dat ook gedaan.

Hier staat veel in over hoe je de stuwstof moet maken.
Een nadeel is dat je de gebruikte eenheden moet omrekenen omdat het amerikaans is.
Of je kijkt is op die eerder genoemde site van R Nakka hier is ontzettent veel info te vnden.


Die lui van cp technologies gebruiken htpb als bindmiddel ,dit bindmiddel wordt zowat alleen
in raketbrandstoffen gebruikt en daardoor kunnen we er niet aankomen omdat die eigenwijze
amerikanen het niet vrijgeven.

Pu rubber kun je ook nauwelijks gebruiken omdat de potlife hooguit 30min is.

Kortgezegd zijn er de volgende problemen:

1Het juiste bindmiddel zoeken (we willen een goed vormbare stuwstof hebben om blokken te
maken met een centraal rond gat).

2We hebben fijn magnesiumpoeder nodig vanaf 600mesh duur+moeilijk aan te komen

3 dichtheid van An is veel lager dan bv. Kno3 waardoor de stuwstof te droog wordt om nog goed te casten.

4vochtvrij verwerken + bewaren anders brand de stuwstof niet meer.

Ik ben hier nog volop mee bezig en heb al resultaat.

Ik moet nog een aantal testen doen met verschillende motoren omdat ik er ook grote raketten mee wil lanceren.
Verder wil ik er krachtige vuurpijlen mee bouwen van pvc die hoog gaan.

als ik dit onderzoek klaar heb zal ik er meer over posten

Gr. Egon

[pyrobass]

Ik ben hier nog volop mee bezig en heb al resultaat.

Ok mooi dat het lukt, heb je toevallig ook wat beeldmateriaal van brandende propellant of static tests?

Ik heb mijn project even opzij gezet, die prop met Al lijkt me heel interessant om mee te gaan experimenteren, ik heb begrepen dat de propellant geperst moet worden onder een paar metrische tonnen om er voor te zorgen dat er geen luchtgaatjes meer inzitten, dat gaat voor mij nog lastig worden aangezien ik niet in bezit ben van een dergelijke pers. Alhoewel ik wel iemand ken die er één heeft....

Welke diameter casing moet je gebruiken wil je genoeg kamerdruk kunnen genereren?
En wat is ongeveer de minimale meshwaarde die de Al moet hebben?

Volgens de site van Richard Naka is het wel degelijk mogenlijk om PU als binder te gebruiken. Er staan wel lekker veel composities op die site en goed veel uitleg

Het is dat ik deze week geen tijd heb maar mijn handen jeuken om weer verder te gaan met dit project.... Edited December 8, 2008 by pyrobass

[Noge]

Pyrobass,
Richard Nakka is nog volop aan het testen met die An/ Al formule ik zou even wachten totdat hij
al die resultaten verwerkt heeft op de site.
Overigens is het niet alleen An/Al maar hij gebruikt neopreen als bindmiddel.


Al grootte is belangrijk zo fijn mogelijk ik denk vanaf 600mesh, ik merk duidelijk verschil in de
brandsnelheid alhoewel ik natuurlijk An met magnesium gebruik.

Wat ik een nadeel vind van die Al /An prop. is dat
de grains hard zijn en niet meer flexibel.

Voor kleine motortjes is dat niet zo erg, maar voor grote motoren kan je stuwstof door drukschommelingen
makkelijker scheuren waardoor het oppervlak wat aan de verbranding deelneemt ineens veel groter wordt.

Dit resulteert bijna altijd in een cato, vooral candy propellant is hier gevoelig voor.

De kamerdruk in de motor hangt af van de Kn waarde, dit is de verh. tussen opp keel nozzel en opp stuwstof die aan de verbranding deelneemt.

Om nu te bepalen wat de werkelijke druk is in de motor moet je veel testen doen omdat elke stuwstof
zich anders gedraagt.
Door te testen bv,. statisch testen kun je de druk meten bij een bepaalde kn waarde.

Om dit allemaal beter te snappen zou ik een boek erover lezen, ik heb er zelf 2 , die ik al eerder aangaf van cp technologies en experimental composite propellant van Prof. Terry W Mc Creary.
Of de site van R nakka bestuderen hier kun je in principe ook een hoop info vinden.


Pu rubber kun je zeker gebruiken als bindmiddel maar ik heb aan 30min. potlife te weinig tijd om alles te verwerken.

videomateriaal plaats ik binnenkort

GR Egon

[Noge]

Test gedaan kamerdruk piekte rond de 500psi.

Motor brandde ong. 4sec video volgt nog

Gr. Egon

Edited December 9, 2008 by Egon

[Methodologisch]

Benieuwd naar het resultaat, het plaatje ziet er iig veelbelovend uit! Had je de kamerdruk gemeten of berekend uit de Kn en brandtijd?

NASA is er mee aan het experimenteren idd, toch zijn vrijwel alle in gebruik zijnde vaste brandstof motoren nog steeds AP gebaseerd. Naast de hygroscopiciteit van AN is een probleem ook dat de kristal structuur van AN afhankelijk is van de temperatuur en verschillende dichtheden heeft. Door temperatuur schommelingen tijdens het opslaan kunnen hierdoor scheurtjes onstaan in de grains en wordt de motor onbetrouwbaar. Ondanks dat er veel patenten bestaan voor fase gestabilizeerde AN is dit nog steeds niet helemaal opgelost dacht ik. Maar goed, dit is natuurlijk geen probleem voor gebruik in kleinere motoren op amateur niveau...

Het grootste probleem voor veel mensen zal idd de magnesium poeder zijn. 50 um magnesium is nog wel aan te komen, maar 600-1000 mesh magnesium is een heel ander verhaal. Zelf magnesium fijnmaken in een ballmill zal ook niet makkelijk zijn en levert afhankelijk van de temperatuur en luchtvochtigheid waarschijnlijk niet een constant eindproduct op en moet dan ook nog gestabilizeerd worden. Ik neem dus aan dat je dit ergens besteld hebt?

Een van de dingen die me opviel op de cp technologies site was het verschil in kamerdruk tussen hun G-26 (de kleinste motor) en de H-70. Ook zag ik dat ze het hebben over PSAN-I Blend C ammonium nitraat, is dit op een speciale manier gerekristallizeerd of iets dergelijks? Zoals je zelf al noemt kan dit belangrijk zijn om een luchtvrij casting grain te krijgen bij slechts 20% binder, mede door de lage dichtheid van ammonium nitraat. De normale manier van AN drogen in de oven levert normaal gesproken een hele poreuze structuur op, hoe heb je dit vermeden?

Als je interesse hebt , heb ik nog wel een paar programma's voor je om motoren en de uiteindelijke raket te kunnen simuleren, BurnSim en RockSim:

http://burnsim.com/
http://www.apogeerockets.com/rocksim_demo.asp

[pyrobass]

Ok bedankt, leuke programmatjes

Ik heb me net iets bedacht, wat als je de componenten nou mengt met gemolten AN? (soort van meltcasten dus) Dan heb je het dichtheids probleem direct opgelost, en heb je mits je een goede cast heb, geen last van luchtchtbellen enz..

@Methodogisch, Je kan ook Al gebruiken hoor, Mg levert alleen denk ik wel een hogere impuls op, maar is ook minder stabiel..

[Noge]

Het probleem van de kristalstructuur is voor ons niet zo erg die faseverandering van An
treed pas op onder 0graden of boven de 45graden ,dus als je zorgt dat de grains niet beneden de 0 graden
komen gebeurt er niks mee.

In Amerika is dit natuurlijk wel een probleem, daar hebben ze de An fasegestabiliseert
dit doen ze door aan een hoeveelheid gesmolten An 3% zinkoxyde toe te voegen en dan ervoor zorgen
dat de zaak vochtvrij blijft tijdens het gehele proces.

Wat betreft de magnesium ,ik had het in een korrelrange van ong. 300-500mesh dit is niet fijn genoeg.
De oplossing ,ik heb een kogelmolen gebouwd en het daar een uur of 20 in laten draaien met een perfekt resultaat ,de brandsnelheid schoot omhoog.
De volgende keer als ik mg nodig heb koop ik het grof en maal het fijn, is gelijk een stukje goedkoper.

Hier 2 video's

De eerste is een statische test van een testmotor waarbij ik de druk met de manometer kan aflezen.
zoals ik eerder al aangaf piekte die rond de 500psi.
Omdat van te voren de kn waarde berekend is kun je het gedrag van de stuwstof onder druk bepalen
Echter moet je dan veel meer tests doen met verschillende kn waardes om zo tot een grafiek te komen.
De motor is konstant opnieuw te laden er zit een nozzel van grafiet in, de alu casing is dikwandig
en wordt tegen de hitte beschermd door een isolatiebuis.

UIteraard heb ik ook een komplete testbok met instrumentarium waarmee ik druk en stuwkracht naar de pc
stuur om zo het verloop van druk en stuwkracht vs. tijd goed te kunnen meten.

http://nl.youtube.com/watch?v=otCoPuPPQMY

De volgende test is een brandsnelheidmeting bij atmosferische druk, tevens is het ook een delay test
om te kijken of de stuwstof door het houten blokje brand.
Daarmee kan ik een delay berekenen voor een raket cq vuurpijl.

De snelheid was 0,78mm/sec

http://nl.youtube.com/watch?v=T_Ok6Hy58GI


Gr. Egon

[Methodologisch]

Hehe, PSAN staat voor Phase Stabilized AN, dat had ik ff eerder op kunnen zoeken... Ziet er niet zo moeilijk uit om zelf te maken, 3% zink oxide en absoluut watervrij houden is het belangrijkste.

http://www.wickmanspacecraft.com/psan-i.html

Link naar de programma sites was meer om te laten zien wat je ermee kan, hieronder kan je de volledige versies downloaden: (ooit van iemand gekregen)

http://[B][ GEBRUIK MAKEN VAN EXTERNE UPLOADERS IS NIET TOEGESTAAN, UPLOAD BESTANDEN DIRECT OP HET FORUM ][/B]files/172486666/New_...rchive.rar.html

Een probleem van meltcasts is dat deze broos zijn, de binder moet juist voorkomen dat de grains tijdens het branden teveel eroderen/barsten en dus een veel groter brandoppervlak tot gevolg hebben. Misschien zou de broosheid kunnen tegengaan door een klein percentage water te laten zitten of een paar % van een wateroplosbare binder toe te voegen, maar voor grotere motoren kom je niet onder een goede binder uit...

Een van de dingen waar ik nog wel benieuwd naar ben is of er een eutecticum bestaat van ureum nitraat + KNO3 (of eventuele andere toevoegingen) met een smeltpunt van onder de ~120-130 graden. Met toevoeging van aluminium (niet proberen met magnesium!) zou je een niet hygroscopisch, perfect houdbaar en zuurstof gebalanceerde brandstof hebben voor kleinere motoren. Sowieso wordt zoiets op grotere schaal al snel veel te gevaarlijk waarschijnlijk. Ureum nitraat + binder zou ook een niet hygroscpoische optie zijn, alleen wel minder zuurstof gebalanceerd. (en duurder )

EDIT:

Lees net je post! Grafieten nozzle, aluminium casing, manometer... Goed bezig! Mooie exhaust vlam toch met metaalpoeders, dit heb ik altijd wel als het grootste nadeel gezien van KNO3/suiker, het oog wil immers ook wat.
In het filmpje van die static firing, is dat de manometer zelf, of meet je daar de stuwkracht?

Magnesium kun je idd wel te malen in een kogelmolen, alleen levert het veel oxides op, zeker als je trommel niet helemaal goed afsluit in combinatie met een hoge luchtvochtigheid krijg je eerder 1000 mesh magnesium oxide. Met aluminium is dit al een probleem. Wat had je nou eigenlijk als binder gebruikt, ik kon het niet vinden in je posts..

Edited December 11, 2008 by Methodologisch

[Leander]

Een smeltpunt van 100-130oC voor een AN meltcast moet wel te doen zijn, hoewel het dan lastig is om het AN gehalte >50% te houden. Met organische nitraten gaat je zuurstofbalans wel omlaag. Toch denk ik dat een ietswat negatieve zuurstofbalans niet zoveel uitmaakt, aangezien fijn aluminium onder de druk en temperatuur in je motor ook gemakkelijk met water of kooldioxide zou kunnen wegreageren. Daarnaast moet je rekenen dat pas als je meer dan 20% inerte zooi gebruikt, een binder pas gaat opwegen.

Daarnaast is bereiken van het echte smeltpunt niet eens nodig. Zulk soort mengels zijn op 20-30oC beneden smelttemperatuur prima verwerkbaar, te vergelijken met Rcandy. Toch zou hiervan de dichtheid wel eens lager kunnen uitvallen. Vacuumtrekken van je meltcasts is sioso een must om de kristaldichtheid uberhaubt te kunnen benaderen.

Verder zou ik zelfs met aluminium goed uitkijken op deze temperaturen. Gesmolten nitraten zijn echt behoorlijk oxiderend. Ik heb per ongeluk eens een theelepeltje gesmolten AN op mijn vloerbedekking in m'n werkplaats gemorst. Sindsdien word deze gesiert door een grote ingevreten plek.

Een hele simpele:

66.5% of NH4NO3
21.0% of NaNO3
12.5% of KNO3

Smeltpunt: 118.5°C

Calcium- en magnesiumnitraat geven nog betere prestaties, maar dit is voornamelijk door het kristalwater in de zouten. Voor natriumacetaat, same story. Toch is toevoegen in kleine hoeveelheden zeker een goed idee.

71: NH4NO3
29 Ca(NO3)2

Smeltpunt 111oC

Verder inderdaad guanidine- en ureumnitraat, waarvan de nitrovarianten nog beter zijn. Ureumnitraat kost btw echt geen drol, aangezien het vrij eenvoudig te bereiden is uit uruem-based kunstmest, KAS en tech. grade HCl met goeie opbrengst.

AN/HDN/Nitroguanidine/NaNO3 is bijvoorbeeld al verwerkbaar op 80oC. Verhoudingen weet ik zo niet meer.


EDIT:

Na wat goochelen: AN propellant

67% NH4NO3
3% NaNO3
18% Al
12% Siliconen

Kn waarde ongeveer 100.

[Noge]

Die manometer meet de kamerdruk omdat dit in het begin de belangrijkste parameter is.

Pas als je de resultaten keer op keer kan herhalen weet je dat je produktiekwaliteit van je stuwstof konstant is.

Ik gebruik alleen nog maar siliconen als bindmiddel voor de stuwstof, dit geeft de beste resultaten.
Ik heb het vaak geprobeert met epoxy maar dit werkte niet goed met An.
Met kno3 werkte het wel maar isp maar 150n/s.
Bovendien keiharde grains waar vaak ook veel belletjes in zaten, ondanks vacuum trekken.
Nu heb ik flexibele grains zonder belletjes, met een isp van 220n/s
De magnesium uiteraard droog zien te houden tijdens het ballmillen.


GR Egon

Edited December 12, 2008 by Egon