Ruben868 Posted September 12, 2016 Posted September 12, 2016 (edited) Heeeeeeeey Pyroforumers (oid), Ik ben een tijdje niet zo actief geweest vanwege verhuizing e.d. , geen goede werkplek etc. binnenkort hoop ik dit allemaal weer op te pakken, maar dat is niet waarom ik nu dit topic schrijf. Na 5 jaar zwoegen ben ik dan toch ook in mn examenjaar beland, 6 VWO met het prachtige N&T en N&G profiel, dit betekent dat alle bèta vakken aanwezig zijn. Ook, zoals sommige van jullie wel weten, staat er een PWS (profielwerkstuk) voor mij klaar. Jullie kunnen natuurlijk (mede dankzij de titel en de site waar ik op zit) wel raden waar dit over gaat. Bij ons opschool moet je je PWS voor een speciefiek vak. Ik heb gekozen voor het vak NLT wat staat voor Natuur, leven & techniek, dit is eigenlijk een soort mengelmoes van alle bèta vakken bij elkaar. Ik wil dan ook verschillende aspecten van vuurwerk belichten: Scheikundige kant: Spreekt aardig voor zich dingen als brandstof buskruit en kleuren Biologische kant: Invloed op ecosysteem e.d. Natuurkundige kant: Krachten van vuurpijl? Om mijn PWS realiseerbaar en niet te uitgebreid te maken zal ik me moeten concentreren op een paar onderwerpen. Ik zit nog midden in de ontwikkelingsfase van welke deelvragen ik wil behandelen in mijn PWS. Dit is een van de redenen waarom ik dit topic schrijf, daarnaast vind ik het leuk om een soort logboek bij te houden hier van de vorderingen en om mn stem weer eens te laten horen. Ik hoop dus dat jullie goede suggesties hebben waar ik een leuke deelvragen over kan behandelen. Daarnaast is er ook nog sprake van een gedeelte practica, hier zou dan ook de uiteindelijke onderzoeksvraag over moeten gaan. Gelukkig heb ik al enige voorkennis wat betreft vuurwerk en heb ik zelf ook al een paar geslaagde pijlen en shells de lucht in weten te schieten. Wat betreft de practica ben ik ook nieuwsgierig wat jullie suggesties zijn op dit gebied. Ik zat zelf te denken om de kracht van vuurpijlen te meten, en hierbij eventueel een formule op te stellen van het aantal newton dat een vuurpijl kan voortstuwen, met als variabelen dingen als: Nozzle, diameter tube dikte kleistop, maar ook dingen als snelheid mealpowder. Mijn probleem een beetje hiermee is het feit dat er zoveel factoren invloed hebben op de kracht van een vuurpijl, dus is dit wel realiseerbaar voor een schoolproject als dit waar ik ook nog andere kanten van vuurwerk wil belichten. Wat voor practica komen er nog meer bij jullie op? Dit moeten namelijk uiteindelijk terugslaan op mijn hoofdonderwerp. WIe o wie weet er iets leuks waar ik ook leuke uitwerking bij kan maken. De onderzoeksvraag moet ongeveer luiden als 'Wat is het effect van A op B' of iets in die trant. Voor mij is dit topic een mooie overdenking van mn PWS. Ik hoop dat ik mijn eigen topic verdien aangezien ik meerdere PWS topics hier heb gezien, maar nooit echt van een lid die zelf al iets had geproduceerd. De studielast betreft 80 uur en ik doe het met zn 2en dus totaal 160 uur. Ik denk dat ik me het meest ga bezighouden met de practica. Ik ben benieuwd over jullie overdenkingen? Veder nog mensen die een bepaald vak heb gestudeerd wat hiermee te maken heeft? Veder begreep ik dat een van onze geliefde moderators ook leraar Scheikunde is oid? of heb ik dit mis. Ik kijk uit naar jullie overdenkingen. Mvg, Ruben Edited September 12, 2016 by Ruben868
Andres Posted September 12, 2016 Posted September 12, 2016 Super interessant Ruben ! Ik kom later nog terug op je uitgebreide post, maar ik heb mijn eindwerk scheikunde ook vuurwerk gerelateerd gemaakt 2 jaar geleden. Kijk even bij mijn bestanden en je vindt het wel terug. Dan heb je alvast een mooi voorbeeld en wat inspiratie !
Rocketier Posted September 13, 2016 Posted September 13, 2016 http://www.nakka-rocketry.net/th_nozz.html Hier een link waar je een hoop theorie kan jatten.
Tyneman Posted September 13, 2016 Posted September 13, 2016 80 uur pp is erg weinig voor zo'n uitgebreid PWS baas. Maar waarschijnlijk kan je er een hoop vrije tijd in steken als je docent / TOA een beetje meewerkt. Zorg lig dat je je onderzoeksvraag klein houd. zo min mogelijk variabelen geven het beste resultaat. Dus eerst met dezelfde fuel en tools alleen de nozzle aanpassen bijvoorbeeld. Dan kan je altijd kijken hoeveel tijd er nog is voor meerdere variabelen. (andere fuel, tools, maat, enz) Ik zou ook nooit gaan voor de NLT-benadering, aangezien je van elke 'vakvraag' die je hier hebt een compleet PWS kan maken. Twee jaar geleden hebben leerlingen bij mij een raket gemaakt. Eigen omhulsel met zelfgemaakte BP motor en een parachute systeem. Werkte gelukkig op het laatste moment net aan. Maar daar zaten heel wat meer uurtjes in als die 80 die ze officieel te besteden hadden.
Andres Posted September 14, 2016 Posted September 14, 2016 Ik heb mijn eindwerk toen over blauw licht gemaakt. Beter gezegd, blauw licht dat voorkomt uit een pyrotechnische chemische reactie. Ja, maak er een moeilijk woord voor, de meeste leerkrachten vinden dat best wel leuk . Als is daar 1 ding van heb onthouden dan is het wel "BEPERK VARIABELEN". Zeker als je alles in de praktijk wilt testen. Heb je 1 variabele met 5 opties moet je 5 raketmotoren maken, heb je 3 variabelen met 5 opties elk moet je er 125 maken, wil je alles getest hebben. Bepaalde variabelen zoals 'snelheid meal' zijn dan ook nog eens heel moeilijk om te meten, omdat ze zelf ook opgebouwd zijn uit variabelen (druk, houtskoolsoort, enz). Daarom raad ik je het volgende aan: - Een vuurpijl is echt iets ingewikkeld, een van de meer ingewikkelde dingen in pyro land. Kies voor iets anders. - Wil je echt vuurpijlen, ga voor rcandy. Goedkoper en makkelijker om in 1x zeer veel brandstof van te maken, dan kan je je puur focussen op de bouw van de moter. Ik heb het hier wel over zeer simpele poedersuiker/KNO3, droog gemengd. Rcandy is ook net iets veiliger op die manier. - Een wat meer schoolser onderwerp, dichter aanleunend bij de lessen is de kleur voortgebracht door bepaalde chemicaliën. Hier kan ik (en ben ik ook bereid om je te) helpen. - Geen idee hoe leerkrachten tegenover pyro staan bij jou, maar verwacht zeker en vast "oei oei dat is te gevaarlijk' reacties... Vraag maar los, indien nodig !
Rocketier Posted September 16, 2016 Posted September 16, 2016 Klein voorbeeld hoe mijn dochter het heeft gedaan. zij had volgens mij een 7,5 en een 8. Een klas overvol met toeschouwers waaronder ook de directeur van de school en een zeer geboeid publiek. En uiteraard een hele trotse papa. . Dus moraal van dit verhaal. KISS (Keep It Simpel Stupid). DVR Dochter van Rocketier. Waarom dan toch een eigen account. Wel het volgende is het geval. Voor mijn eindexamen VWO moet ik een profielwerkstuk maken met daar aan vast een presentatie. Jullie raden het al, het onderwerp is Vuurwerk met als verdieping raketmotoren en de invloed van de core. Ik ben bezig met een aantal berekeningen. Ik wil deze graag aan jullie gaan voorleggen met het verzoek hier feedback op te geven. De motoren welke ik met mijn vader heb gemaakt zijn de bekende 19.7 id BP motoren met bentoniet klei nozzle. Ik heb gekozen, op advies van mijn vader, voor bp brandstof met verhouding 65 25 10 zonder minerale olie. De drie motoren welke ik heb gemaakt zijn gemaakt op een corelengte van 40mm, 62mm en 140mm. Verder zal ik mijn presentatie wat kleur geven door ook een aantal kleurcomposities te tonen in testjes welke ik met oud en nieuw zal doen. Hiermee zal ik jullie niet vermoeien omdat dit voor de meeste gesneden koek zal zijn. Ik wil in een open tube Buel red, Emerald green en Willow white laten verbranden. Verder zal ik de constructie van de shell/rocketheader gaan demonstreren. Geloof mij ik heb er zelf een aantal gemaakt en gepast. Nou tot zover dit ben ik hopende op jullie feedback komende week. High Density de core diameter is 8mm nozzle naar 6mm in de brandstof. De hoeveelheid brandstof is in alle drie de motoren 45gram. We hebben ze al getest. De brandstof is in één batch gemaakt om daar geen verschil van te krijgen. Er is ook bewust niet gemilled maar met de vijzel is de S en de KNO3 voorgewerkt en daarna een aantal maal met de C door de zeef gehaald. Het doel is om er straks een remote bestuurd autootje mee voort te stuwen. Te snelle brandstof zou het autootje mogelijk lanceren. De eerste van 40mm brandde 31,2 seconde. Berekende kracht gemiddeld 2,2N. De tweede van 62mm brandde 18,4 seconde. Berekende kracht gemiddeld 3,8N. De derde van 140mm brandde 2,7 seconde. Berekende kracht gemiddeld 21N. De nozzle zelf is 20mm waardoor er opvolgend 20, 42 en 120mm core in de brandstof zit. Met de kracht berekening is nog geen rekening gehouden met de zogenaamde Piekpuls. Het leuke is dat als je de curve van het geluid bekijkt dat deze een gelijke vorm hebben als die Richard Nakka op zijn site laat zien. De dichtheid van de brandstof is bij benadering gesteld op die van bp welke normaalgesproken 1,7gr/cm3 bedraagt. Op wiki staat dat het volume van bp 5100x vergroot bij verbranding. Omgerekend zou er dan 135liter gas ontstaan. Berekening volgt. Ik heb op de site van Richard Nakka een heleboel formules gezien welke kunnen worden gebruikt. Echter vind ik dat te ver gaan voor mijn werkstuk. Ik heb zelf een aantal andere formules ingezet welke uiteindelijk de kracht in Newton produceren en daarmee de kracht van de pijl. Hierbij de filmpjes van de testen. 40 mm http://www.youtube.com/watch?v=HPSUBTh-hyQ&feature=youtu.be 62 mm http://www.youtube.com/watch?v=8fLFB59Fxbc&feature=youtu.be 140 mm https://www.youtube.com/watch?v=f8bGVnS_IjA
ExplosiveCoek Posted September 18, 2016 Posted September 18, 2016 Destijds ook PWS gedaan over vuurpijlen. We zijn er enkel in geslaagd om degelijk vliegende pijlen op KNO3 suiker te maken uiteindelijk en deel theorie uti te werken (PVC rockets with sugar propellant oid heette het boek waarop ik onderzoek gebaseerd heb). Ga er maar vanuit dat je te weinig tijd hebt en ga op basis daarvan hypothes/onderzoeken instellen :).
Ruben868 Posted September 19, 2016 Author Posted September 19, 2016 (edited) Oke, bedankt voor jullie vele reacties. Het is een zeer goede stimulans voor de ontwikkeling van mijn pws, met name op het gebied waar ik me nu op moet richten. Ik ben mede door jullie dus tot de conclusie gekomen dat ik klein moet gaan denken, heel klein. Zeer goede tip. Ook met mijn vriend en leraar heb ik nog een beetje gebrainstormt. Eerst zaten we te denken om de kracht van buskruit uit te drukken, om dan testjes te doen met vuurpijlen en kanonnetjes. En dan iets van newton/gram ofzo. DIt lijkt me echter niet echt reeel, en al helemaal niet om te meten. Ik moet zeggen dat ik heelveel moeite heb met het precies kiezen waar ik me nu op wil richten met mn pws, de een zegt: 'ga deze kant op' de andere weer: 'ga de andere kant op'. Nu komt er net een leuk idee in me op naar het lezen van jullie reacties en dan een beetje in te gaan op die van rocketier. Wat nu als ik me ook op de core ga richten, (ik was namelijk erg verbaasd toen ik mijn eerste rcandy maakte dat dit zo'n grote invloed had.) Ik zat te denken dan maak ik ook 3 verschillende lengten en meet ik de kracht, en daarnaast doe ik het ook met rcandy. dan kan ik kijken of er een recht evenredig verband is tussen lengte van core en stuwkracht. HIerbij is een goede onderzoeksvraaag te formuleren en Dan kan ik mij in de theorie ook een beetje richten op het uitleggen van de core wat miij niet heel moeilijk lijkt, alleen niemand is er mee bekend. Het is slechts maar een speculatie, of is dit ook weer te moeilijk? Ik vind het allemaal erg lastig, maar met jullie tips kom ik er wel doorheen! Edited September 19, 2016 by Ruben868
Andres Posted September 20, 2016 Posted September 20, 2016 3 BP raketjes met verschillende core lengten en 3 RCandy raketjes met verschillende core lengten, en dan het verband tussen lengte core en stuwkracht bij beide zoeken en vergelijken. Heb ik het goed begrepen ? Dit lijkt me best interessant, en mits een hoop werk zeker haalbaar. Er is ook genoeg theorie om uit te leggen aan de onwetende klasgenoot, gewoon al wat een core is bijvoorbeeld. Ik zou hiervoor gaan .
Ruben868 Posted September 20, 2016 Author Posted September 20, 2016 Inderdaad, gelukkig dat je het een goed idee vind dat geeft me wat meer zekerheid, mijn klasgenoot is inmiddels ook op de hoogte van de zogenaamde core. Ik zit nog in een dubio, want volgens mijn ervaring is langste core gewoon het best. Dus ik zou ook kunnen gaan voor de variant waarbij ik niet de lengte doe maar de diameter van de core. Welke van de 2 zou het best zijn? het verband met de core en zijn variable wordt hem sowieso.
Andres Posted September 20, 2016 Posted September 20, 2016 Dat hangt er van af hoe je je raketjes gaat maken. Als je de core elke keer gaat uitboren en je hebt boren in de juiste maten maakt het niet veel uit. Heb je maar 1 lange boor kan je alleen de lengte laten variëren natuurlijk. Als je alleen naar de maximale stuwkracht kijkt gaat de langste core inderdaad het beste resultaat zijn (vanzelfsprekend), kijk je naar de totaal geproduceerd stuwkracht over de hele brandduur (de verrichte arbeid dus, de oppervlakte onder de grafiek tijd/brandduur, ook wel gekend als de integraal) dan weet ik het niet. In principe zou deze bij gelijke hoeveelheid brandstof altijd hetzelfde moeten zijn, maar iets zegt me dat dat in praktijk niet zo zal zijn. Aan jou de keuze, sowieso moet je geen baanbrekende resultaten verwachten denk ik, het is maar een eindwerk in het middelbaar uiteindelijk.
Ruben868 Posted September 21, 2016 Author Posted September 21, 2016 Zeer goed punt, ik snap je verhaal. Nu is de vraag wat is het meest interessant voor ons als pyrotechnicus, de integraal of de maximale stuwkracht. Nu heb ik nog een vraag, kun je uit de gegevens van de proef die ik ga doen aflezen hoeveel gram uiteindelijk een pijl kan liften. Ik denk niet dat het zo simpel is om de maximale stuwkracht te pakken en daarbij de massa van uit te rekenen met Fz= m*g, de luchtweerstand dan nog verwaarlosend. Zou je geen gemiddelde kunnen pakken uit de grafiek oid, dat lijkt mij het meest efficient wat betreft liftkracht.
Ruben868 Posted September 21, 2016 Author Posted September 21, 2016 Daarnaast zijn we het er dus allemaal wel overeens dat langste(op klein stukje timedelay na core het beste werkt voor onze resultaten. Maar wat betreft de diameter van de core heb ik nooit echt een ideale verhouding over gehoort, het gevaar is alleen dat de diameter verwaarloosbaar is en niet zichtbaar in mijn experimenten. Wat denken jullie dat de beste keuze is. Lengte core, of diameter?
Rocketier Posted September 21, 2016 Posted September 21, 2016 Het moet in balans zijn Ruben. Te smalle opening kan de druk in je tube behoorlilk doen laten oplopen waardoor je een nozzle blowout of eenvoudig een knal krijgt. Te breed en je hebt geen lift. Gebruik de tool sketser om de ideale lengte dikte verhouding te bepalen. Daarna per stap van twee centimeter er onder gaan zit voor je testen. Telkens dezelfde hoeveelheid brandstof laden en uitrekenen hoeveel liter gas er ontstaat. Je hebt dan, na afzetten van de pijlen in statische opstelling ( omgekeerd vastzetten in de grond bijvoorbeeld), De hoeveelheid liters gas, de tijd dat het kost om alles te verbranden en je hebt de opening.. En hieronder een stukje wiki https://en.wikipedia.org/wiki/Rocket_engine_nozzle
Ruben868 Posted December 12, 2016 Author Posted December 12, 2016 Dag mensen, Ik ben weer terug van weggeweest. We hebben inmiddels de opzet van het onderzoek e.d.. We willen het verband gaan meten tussen de lengte van de core en de kracht die de vuurpijl levert. bij elke opstelling gebruiken we evenveel buskruit in de vuurpijl en een even dikke kleistop. Zijn er veder nog variablen waar we rekening moeten houden? We maken 3 verschillende cores, gemeten vanaf de stop. 1,3,5,7 cm core, dit wordt de resultaten tabel, enige aanvulling? https://docs.google.com/spreadsheets/d/1QpnLcdgf0efpscT-Kw9bjfGVqZNIYuQxfdJiMa9gsWE/edit?usp=sharing https://docs.google.com/document/d/1xDOmdwAFXgswFIQyNTzD3D8cTkeynnEdJRefdWsyymQ/edit?usp=sharing mijn pws bestand als je het interessant vind. Groeten Ruben
Andres Posted December 12, 2016 Posted December 12, 2016 Lijkt me haalbaar en zeer interessant Ruben! Ik kan niet direct op meer variabelen komen. Je maakt de core altijd langer en houdt de hoeveelheid kruit toch altijd constant, dus de raket zal bij grotere core steeds iets langer worden als je exact wilt zijn. Ik hoop ook dat je niet te veel CATO's hebt in het begin (juiste brandstof zoeken en dergelijke) want je hebt echt wel heel wat pijlen te maken. Verder: maak je elke keer een toolset of boor je altijd de core? Vergeet dan ook niet elke keer dezelfde diameter boor te nemen. En welke diameter krijgt de raket in het algemeen?
Ruben868 Posted December 12, 2016 Author Posted December 12, 2016 Ik ben van plan de core's te boren met een 4 mm boor. Ik ben van plan 16 mm pvc te gaan gebruiken als tube. Ik heb al wat ervaring met het maken van bp pijlen dus ik hoop dat ik het proces cato's 'mag' overslaan, als moeder natuur het toestaat. Ik ga overigens ook een grafiekje maken die het verband tussen oppervlakte core (reactieoppervlakte toch? confirmation please) uitzet tegen over de kracht. En dus een lengte tegenover kracht. Maar nu verschilt de kracht ook nog per tijdseenheid. dus moet ik dan een grafiek maken per core ofzo en dan later voor de grafiekjes die ik hier boven heb staan een gemiddelde kracht nemen?
ExplosiveCoek Posted December 12, 2016 Posted December 12, 2016 Ik vermoed dat je met 4 mm snel CATO's krijgt bij relatief 'oké' buskruit.
Andres Posted December 12, 2016 Posted December 12, 2016 (edited) 1) Is de nozzle (als die er uberhaupt al is?) dan ook 4mm in diameter? Dan ga ik EC gelijk moeten geven, dat wordt een mooie knal bij 'oke' buskruit. Tenzij je met buskruit natuurlijk 60/30/10 bedoeld of iets dergelijk. 2) Core oppervlakte is inderdaad het reactieoppervlak, maar enkel in de eerste milliseconde van de verbranding natuurlijk. Met het verbranden van de brandstof wordt dit oppervlak steeds groter. Ik denk dat je grafiek lengte core/kracht en oppervlak core/kracht dezelfde gaan zijn, aangezien je oppervlakte rechtevenredig stijgt met de lengte als de diameter gelijk blijft, wat hier het geval is. 3) Je kracht verschilt inderdaad in functie van de tijd. Hoogstwaarschijnlijk kom je bij kleine cores een relatief lange platte functie uit en bij grote cores een korte hoge. Zonder core brand je immers langzaam door al je brandstof en met een lange core verbrand je alles zeer snel. Edited December 12, 2016 by Andres Ik kan niet tellen. 1 2 3 ipv 1 2 4 natuurlijk. Domme Belg.
Ruben868 Posted December 13, 2016 Author Posted December 13, 2016 Jullie hebben gelijk bedenk ik me nu 4 mm gebruikte ik bij endburners, ik heb nog nooit een coreburner bp rocket gemaakt. Welke diameter raden jullie aan bij een lange core? dat ie gewoonlijk de lucht in gaat? ik was wel van plan dezelfde diameter te gebruiken dus dan gebruik ik die diameter ook bij de rest Ik gebruik normaal buskruit trouwens En mn school heeft besloten, nadat ik op de helft van me pws was, dat ze buskruit toch wel een beetje gevaarlijk vinden :((((. Maar geen nood ik ga gewoon thuis veder en ik ben uni delft lucht- en ruimtevaarttechniek aan het contacteren of ik daar metingen mag uitvoeren.
Rocketier Posted December 13, 2016 Posted December 13, 2016 De helft van je binnenmaat van je tubes is een hele gangbare maat voor de diameter. Je kan ook als brandstof kiezen voor KNO3 met suiker. Dit heeft een hogere piekpuls dan de buskruit versie. Dit lijkt dan voor school een veiligere brandstof.
Ruben868 Posted December 20, 2016 Author Posted December 20, 2016 Heb je volkomen gelijk in maar ik wilde het juist een beetje nextlevel en niet dat standaard school onderzoek naar suikerraketjes. Overigens heb ik ook al dus danig veel theorie uitgewerkt dat ik niet opnieuw wil beginnen met een andere sas. Neemt niet weg dat het een goede suggestie is.
Ruben868 Posted December 23, 2016 Author Posted December 23, 2016 Vrienden van het goeden leven. Ik zit met het volgende probleem, mijn buskruit in mn ball mill wordt onderdeel van mijn ball mill aangezien ze zich allemaal in kogel vorm vormen, zie foto. Best onhandig omdat het dan niet meer maalt denk. Ik zie wel potentiële mechanisme voor stars rollen
Tyneman Posted December 24, 2016 Posted December 24, 2016 Waarschijnlijk zijn je poedertjes te nat voor je ze erin gooit. Probeer ze eens een uurtje of wat voor te drogen in een oven oid. Anders is een dag of wat op de verwarming ook een optie. Het is idd de zelfde truuk als met stars rollen, alleen doe je dat meestal zonder deksel erop.
Recommended Posts