En het lassen van kleine onderdelen. Het is noodzakelijk om te begrijpen waarom de mensen überhaupt gasgas bedachten en waar het raadzaam is om toe te passen. Ik zal een eenvoudig voorbeeld geven - de elektricien in het nieuwe huis legt de bedrading en wil solderen koperdraden in verdeelkast Voor een betrouwbare verbinding. Het is duidelijk dat de bedrading nog niet is en het soldeerbout nu blijft. Hier en komt op de hoogte van de gasbrander of gassoldeerbout.

Vaak wordt het solderen en het lassen van gas in de sieraden gebruikt - wanneer u een hoog smeltpunt nodig heeft en gladde items van de productdetails.

In de amateurpraktijk zijn gasbranders niet gebruikelijk, maar er is niets beters dan een dergelijke brander bij het solderen van radiatoren, gebouwen en andere delen die een intensieve warming-up vereisen. En hoe leuk om de warmte te verwarmen die zo'n brander krimpt is gewoon schijnen. Welnu, de songtekst zijn genoeg - laten we beginnen met het beoordelen.

1e plaats - Gas mini-brander met soldeerpijp

Ontworpen beide om de gemiddelde grootte van onderdelen te verwarmen en voor bERICHTJE STUREN Solderen Spraak dankzij de verwarming van de vlam. Enkele soldeerbout zonder draden. De capaciteit van het gasreservoir is 8 ml. Vlamtemperatuur bij het tanken van Butaan bereikt 1300 graden op de Celsius-schaal, en de temperatuur van de sting is 450 graden. De vlamlengte is instelbaar van 4 tot 6 cm. De branderlengte is 13 cm, en de diameter is 1,5 cm.

Voordelen: Weinig en goedkoop, het tanken is genoeg om verschillende middelgrote delen te beveiligen, er is een soldeerpijp, gemakkelijk bij te tanken.

Nadelen: Geen piëzojaga.

2e plaats - gasmicro

Het heeft niets anders dan een kleptank voor het tanken en mondstuk met een gasvoorzieningsregelaar. De ZC57100 heeft geen piëzojaga en het komt in een goedkoop, dus het zal ook moeten kopen een gas kan worden gekocht - voor aanstekers zullen geschikt zijn. In het algemeen, om twee draden te solderen of de warmte krimpen zonder een soldeerbout - zo'n brander is genoeg. En de lengte van de brander is ongeveer 20 cm en het gewicht van 43 g.

Dit is de goedkoopste brander, die helemaal te vinden is en de prijs van een dergelijke microbrander is 200 roebel.

Voordelen: De goedkoopste, gemakkelijk vullingen.

Nadelen: Kleine vlam, eindigt snel het tanken, geen piëzoeje.

3e plaats - Mini Soldeerijzeren Gas KW XZ-1

Deze brander is niet alleen ontworpen voor solderen, lassen, repareren elektronische apparaten en sieraden. De vlam van deze brander is zeker instelbaar. U kunt een standaard gascilinder opladen voor aanstekers. De vlamlengte wordt bereikt 3 cm. Het werk van het werk is ongeveer 20 minuten. De vlamtemperatuur wordt bereikt 1300 graden Celsius. De lengte van de brander is precies 20 cm.

Voordelen: Kleine maten, aanwezigheid van piëzoprojaga, merk.

Nadelen: De vlamlengte staat niet toe om de delen van middelgrote en grote maten op te warmen.

5e plaats - Burner Butanovaya KW X-220

Het is gepositioneerd als een brander voor de bouw en reparatiewerkzaamheden. Het ziet er erg stijlvol uit. Een gegolfd handvat is aangenaam om naar haar hand te gaan. Het heeft een piëzo-elektrisch ontstekingssysteem van vlam. De cilindercapaciteit voor sterk gezuiverd butaan is 22 ml. Deze hoeveelheid gas is voldoende voor 110 minuten continu gebruik. De vlamlengte wordt aangepast van 30 tot 80 mm van acute wigvormig tot een zachte vlam met gele talen. Het gewicht verbrandde slechts 226 gram met een lengte van 14 cm.

Voordelen: een goede optie Voor desktopwerken is er een stand, piëzoejig, een comfortabel handvat.

Nadelen: Kortom, doe niet in mijn zak, breng geen knelpunt op.

Branders voor het solderen van gas van een blik

6e plaats - metalen brander onder de ballon

Zeer eenvoudige en smalle brander die zich kleedt aan een gasbus. Rglitizer en smalle nozzle stelt u in staat om te naaien noodzakelijke details in smalle plaatsen. Er is geen piëzoejnignan, maar het lijkt met een kwalitatief - cirkelmetaal en een grote gasvoorzieningsregelaar. Butaancilinder Hiermee kunt u ongeveer 1300 graden Celsius van deze brander ontvangen.

Voordelen: Veel metalen, smalle spuitmond.

Nadelen: Geen piëzojaga.

7e plaats - typische brander die op het blikje wordt gezet

Gepositioneerd als brander voor toeristen en koken: barbecue, gebak, sushi, etc. Natuurlijk kan het worden gebruikt voor het solderen, snijden en lassen van metalen. Piezajigig en vlamcontrole is aanwezig. Werkt brander klassiek met butaan. Het lichaam is gemaakt van plastic, het huisvestingspijp van het roestvrij staal.

Voordelen: Goed geschikt om te koken, heeft een piëzoejig.

Nadelen: Het lichaam is gemaakt van plastic, dus je moet voorzichtig zijn om niet te breken.

8e plaats - brander op een sprinkler met een brede mondstuk

De koperen brander heeft geen piëzoejig, maar weet hoe hij de barbecue en enorme metalen onderdelen moet bakken. Een oranje regelaar maakt het gemakkelijk om de vlamlengte te veranderen. Bhutan van de ballon verwarmt de vlam tot 1300 graden.

Voordelen: Goed geschikt voor koken en enorme delen.

Nadelen: Geen piëzojaga.

Grote branders voor solderen en lassen met twee gassen

9e plaats - Populaire mini-brander voor sieradenwerk

U kunt gebruiken met twee gassen - acetyleen + zuurstof of waterstof + zuurstof. Het heeft comfortabele flexibele slangen en gasvoorzieningsregelaars direct aan de brander. Er zijn vervangbare nozzles voor verschillende vlamintensiteit. Mogelijk moet u adapters kopen voor cilinders of drukregelaars.

Voordelen: Het is handig om in uw hand vast te houden, comfortabele twisers, de aanwezigheid van vervangbare spuitmonden.

Nadelen: Het is noodzakelijk om de dunne slangen te controleren, zodat het gas niet vergiftigd is.

10e plaats - zuurstofacetyleenbrander met twee omhulsels van de toevoer van het gasmengsel

Het heeft een lange gebogen buis, aan het einde waarvan het mondstuk zich bevindt. Dergelijke branders zijn ontworpen voor het snijden en lassen van metaal. Met verhoogde verbrandingstemperatuur kunt u ferro metalen lassen met een naaddikte van 0,5 tot 0,2 mm. De branders worden geproduceerd van 30 cm tot 45 cm lang.

Voordelen: Hiermee kunt u metalen snijden en lassen.

Nadelen: Geen piëzojaga.

Meester solderen met jou.

In de thuisworkshop of garage vaak de noodzaak van het gebruik van de gasbrander. Aanvraag voor het is de breedste - van soldeerwerk voordat het dak wordt gerepareerd. Om nog maar te zwijgen over de noodzaak om het metalen deel op te warmen voor verwerking.

Wanneer metaalbewerking voor metaal, kan een gasbrander het werkstuk opsplitsen met het doel van de daaropvolgende verharding. Als u zich bezighoudt met elektrisch lassen - bij het werken met sommige metalen is het noodzakelijk om de plaats van de toekomstige naad te verwarmen.

In de gereedschapswinkels te koop een verscheidenheid aan apparaten voor veilig werk Met vuur. De brander op propaan kan van elke grootte en elke configuratie zijn. S. kogelhandvat Voor solderen sieraden.

Of M. nozzle Ramp voor verwarmingsbitumen op het dak:

Het voordeel van industriële opties bestaat uit een beveiligingscertificaat. Er is echter niets in het ontwerp dat het onmogelijk is om thuis te herhalen. Zoals elk product in de winkel veel geld kost, zullen we u vertellen hoe u een gasbrander met uw eigen handen kunt maken.

Belangrijk! Zelfgemaakte apparaten Het potentiële gevaar wordt gedragen om met vuur te werken. Daarom wordt de propaanbrander, gemaakt zonder technische expertise, bediend voor uw angst en risico.

Tekeningen en fiercing brander productie-instructies

Laten we de nuances in detail beschouwen om aandacht te besteden aan de productie van de brander.

• Allereerst is het noodzakelijk om refractaire metalen te gebruiken. Een goed afgestemde brander kan maximaal 1000 ° C geven, zodat het mondstuk moet overeenkomen met de vlamtemperatuur;
• Het is belangrijk om een \u200b\u200bbetrouwbare arbeiderskraan te kiezen. Als er iets misgaat - allereerst is de gastoevoer overlapt, en het gevaar is geëlimineerd. Als de kraan ontbreekt - zul je de vlam niet snel verjongen;
• Verbindingsknooppunt naar gasbron (klep kan of 5 liter propaancilinder Met een versnellingsbak) moet betrouwbaar zijn. Het is tijdens de werking van slechte kwaliteit wapening afsluiten De meeste ongevallen vinden plaats.

Het doel van dit artikel is om te vertellen hoe de gasbrander is gedaan met hun eigen handen. Gasbranders in kleine bedrijven, individuele technische werken en in het dagelijks leven worden zeer veel gebruikt voor lijm, mechanische zwarten en dakbedekking, sieradenwerken, om gasverwarmingsinrichtingen te starten en voor verschillende vlambehoeften te verkrijgen met een temperatuur van meer dan 1500 graden.

In het technologische aspect is de gasvlam goed omdat het een hoog reductievermogen heeft (zuivert het oppervlak van het metaal uit verontreinigingen en herstelt het geoxideerd in een schoon metaal), zonder een merkbare andere chemische activiteit te tonen.

In de warmtechniek - gas zeer energie relatief goedkoop en pure brandstof; 1 gd. gaswarmte Het is meestal goedkoper dan van andere energiedrager en het zaaien van gasverwarmingsinrichtingen en de afzetting van de roet erin is minimaal of afwezig.

Maar tegelijkertijd herhalen we de kapitaalwaarheid: maak geen grap met gas. De gasbrander is niet zo moeilijk, maar hoe de economie en veiligheid te bereiken - over het en zal verder gesprek gaan. Voorbeelden van de juiste technische uitvoering en fabrikanten op zichzelf.

Kies gas

Met hun eigen handen wordt het uitsluitend een gasbrander op propaan, butaan of propaan-butaanmengsel gemaakt, die. op gasvormige verzadigde koolwaterstoffen, en atmosferische lucht. Bij gebruik van 100% isobutaan (zie hieronder) is het mogelijk om een \u200b\u200bvlamtemperatuur tot 2000 graden te bereiken.

Acetyleen Hiermee kunt u een vlamtemperatuur verkrijgen tot 3000 graden, maar vanwege het gevaar is de hoge kosten van calciumcarbide en de behoefte aan zuivere zuurstof als een oxidatiemiddel praktisch buiten gebruik en in laswerkzaamheden. Krijg pure waterstof thuis is mogelijk; De waterstofvlam van de brander met een superieur (zie hieronder) geeft de temperatuur tot 2500 graden. Maar de grondstof voor de productie van waterstof is duur en onveilig (een van de componenten is sterk zuur), maar het belangrijkste is de waterstof, we voelen ons niet op de geur en smaak, het is niet logisch om Mercaptan-geur aan te merken het, omdat De waterstof is een orde van grootte die nogal verdeeld is en een mengsel ervan aan de lucht in slechts 4% geeft al een explosief groeiggas en kan eenvoudig in het licht worden ontstoken.

Methaan Niet op vergelijkbare redenen gebruikt in huishoudelijke gasbranders; Bovendien is hij erg giftig. Wat betreft de dampen van LVZ, pyrolyse gassen en biogas, dan bij het verbranden van gasbranders, geven ze een zeer schone vlam met een temperatuur van minder dan 1100 graden. Middelste lodge en onder de gemiddelde volatiliteit (van benzine tot stookolie) worden verbrand in speciale vloeibare branders, bijvoorbeeld in branders voor dieselbrandstof; Alcoholen - in low-power fiery-apparaten, en de ethers zijn helemaal niet harnassen - laag-energie, maar zijn erg gevaarlijk.

Hoe beveiliging te bereiken

Om een \u200b\u200bgasbrander veilig te maken in het werk en niet verslindend in ijdelige brandstof, moet de gouden regel worden genomen: geen schaal en in het algemeen verandert in de tekeningen van het prototype!

Dit is het geval in T. naz. Reynolds Readds, toont de relatie tussen stroomsnelheid, dichtheid, viscositeit van het huidige medium en de karakteristieke grootte van het gebied waarin het bijvoorbeeld beweegt. diameter dwarsdoorsnede Pijpen. Volgens Re, is het mogelijk om de aanwezigheid van turbulentie in de stroom en het karakter ervan te beoordelen. Als de pijp bijvoorbeeld niet rond is en beide karakteristieke grootte groter is dan wat kritische waarde, verschijnen de wervels 2e en hogere bestellingen. Fysiek gemarkeerde wanden van de "Pijp" zijn bijvoorbeeld niet in zeestromingen, maar veel van hun "trucs" worden nauwkeurig uitgelegd door de overgang van RE door kritische betekenissen.

Opmerking: Voor het geval dat voor referentie - voor gassen, de waarde van het Reynolds-nummer, waarin de laminaire stroom in turbulent gaat, is RE\u003e 2000 (in het SI-systeem).

Niet alle zelfgemaakte gasbranders worden nauwkeurig berekend volgens de wetten van gasdynamiek. Maar als u willekeurig formatteren succesvol ontwerp, Ik kan brandstof of duurzame lucht buiten de grenzen spelen die het aan het auteursrechtelijk beschermde product hechtte, en de brander zal bij best roken en vraatzuchtig zijn en, heel mogelijk en gevaarlijk.

Injector Diameter

De bepalende parameter voor de kwaliteit van de gasbrander is de diameter van de dwarsdoorsnede van de brandstofinjector (gasmondstuk, nozzles, zibler - synoniemen). Voor de branders op propaan-butaan voor de normale temperatuur (1000-1300 graden) kan het ongeveer worden genomen als:

• Op de thermische kracht Tot 100 W - 0,15-0,2 mm.
• Het vermogen is 100-300 W - 0,25-0,35 mm.
• Kracht 300-500 W - 0.35-0.45 mm.
• Het vermogen is 500-1000 W - 0.45-0,6 mm.
• Vermogen 1-3 kW - 0,6-0,7 mm.
• Vermogen 3-7 kW - 0.7-0,9 mm.
• Aan de kracht van 7-10 kW - 0,9-1,1 mm.

In hoge temperaturen maken injectoren een smaller, 0.06-0,15 mm. Uitstekend materiaal Voor de injector zal een segment van de naald dienen voor een medische spuit of druppelaar; Hiervan is het mogelijk om mondstuk op een van de opgegeven diameters te selecteren. Naalden voor het vergroten van ballen erger, ze zijn niet hittebestendig. Ze worden meer gebruikt als luchtkanalen in Microgorellas met toezicht, zie hieronder. In de clip (capsule) van de injector wordt het verzegeld met een massief soldeer of een gulke met hittebestendige lijm (koud lassen).

Vermogen

De gasbrander doen op geen enkele manier van meer dan 10 kW. Waarom? Stel dat de efficiëntie van de brander 95% is; Voor amateurontwerp is dit een zeer goede indicator. Als de kracht van de brander 1 kW is, neemt 50 W de brander zelfverdieping. O 50 W Soldeerbout kan worden verbrand, maar hij bedreigt geen ongeluk. Maar als u een brander voor 20 kW maakt, dan zal het overbodig zijn, het is 1 kW, deze zijn al onbeheerd ijzer of elektrische plons achtergelaten. Het gevaar wordt verergerd door het feit dat de manifestatie, zoals de Ranolds-nummers, drempelwaarde - of net, of knippert, smelten, explodeert. Daarom zijn de tekeningen van de zelfgemaakte brander beter dan 7-8 kW beter en niet om te kijken.

Opmerking: Industriële gasbranders zijn beschikbaar over de macht naar vele MW, maar het wordt bereikt door een nauwkeurige profilering van het gasvat, thuis onuitvoerbaar; Een voorbeeld zie hieronder.

Anker

De derde factor die de veiligheid van de brander bepalen, is de samenstelling van de versterking en de procedure voor het gebruik ervan. IN algemene regeling Zodanig:

1. De brander in geen geval kan niet worden gedoofd door de instelklep, de brandstofaanbod wordt gestopt door de klep op de cilinder;
2. Voor branders met een capaciteit van maximaal 500-700 W en hoge temperaturen (met een smalle injector, het elimineren van de overgangse gasstroom voor een kritische waarde) aangedreven door propaan of isobutaan uit een cilinder tot 5 liter met een cilinder tot 5 liter buitentemperatuur tot 30 graden, toegestaan \u200b\u200bom de aanpassing en afsluitkleppen in één regelmatig op de cilinder te combineren;
3. In de branders aan de kracht van meer dan 3 kW (met een brede injector), of van een cilinder met meer dan 5 liter, is de waarschijnlijkheid van "Slippage" RE voor 2000 erg groot. Daarom is het in dergelijke branders tussen de vergrendelings- en instelkleppen ook noodzakelijk voor een versnellingsbak die de druk in de leveringspijpleiding binnen bepaalde limieten onderhoudt.

Wat moeten we doen?

Gasbranders van lage kracht voor het leven en de kleine private productie op operationele indicatoren zijn geclassificeerd pad. manier:

• Hoge temperatuur - voor nauwkeurige adhesies en lassen, sieraden en glaswerk. De efficiëntie is niet belangrijk, u moet maximale vlamtemperatuur bereiken voor deze brandstof.
• Technologisch - voor sanitair en smeden werkt. De vlamtemperatuur is vrij wenselijk niet lager dan 1.200 graden, en met de naleving van deze aandoening, wordt de brander tot maximale efficiëntie gebracht.
• Verwarming en dakbedekking - bereik de beste efficiëntie. Vlamtemperatuur is meestal maximaal 1100 graden of lager.

Met betrekking tot de brandstofverbrandingsmethode kan de gasbrander worden uitgevoerd op een van het pad. Schema's:

1. Gratis sfeervol.
2. Atmosferische ejectie.
3. Met superpositie.

Atmosferisch

In vrije atmosferische branders, gas brandt gas in vrije ruimte; Luchtstroom is voorzien van gratis convectie. Dergelijke branders zijn economisch niet, de vlam is rood, roken, dansen en kloppen. Rente, gepresenteerd, eerst, omdat elke andere brander kan worden vertaald in de vrije atmosferische modus met overmatige toevoer van gas of onvoldoende lucht. Het is erin dat de branders ontbranden - op een minimum aan brandstoftoevoer en nog minder luchtinstroom. Ten tweede kan de gratis instroom van secundaire lucht erg handig zijn in T. naz. Een jaar-ronde branders voor verwarming, omdat Veel vereenvoudigt hun ontwerp is niet ten koste van de veiligheid, zie verder.

Uitwerping

Bij ejecten-branders is ten minste 40% van de lucht die nodig is voor verbranding geschikt door een gasstroom van de injector. Ejecten-branders zijn constructief eenvoudig en sta toe dat u een vlam verkrijgen met een temperatuur van maximaal 1500 graden met een efficiëntie van meer dan 95%, daarom worden het meest gebruikt, maar kan hieronder Modulad worden gemaakt, zie hieronder. Voor gebruik van lucht zijn ejectiebranders onderverdeeld in:

• Single-mounted - Alle noodzakelijke lucht wordt onmiddellijk gezogen. Met een goed geprofileerd gaskanaal bij de capaciteit van meer dan 10 kW, wordt de efficiëntie van meer dan 99% getoond. Herhaal niet met je eigen handen.
• Double-circuit - ca. 50% van de lucht wordt gesuigd door een injector, de rest - naar de verbrandingskamer en / of het verlangen. Sta toe om de vlam op 1300-1500 graden of de CPV meer dan 95% en de vlam tot 1200 graden te verkrijgen. Op enigerlei wijze van het bovenstaande gebruikt. Constructief genoeg complex, maar op hun eigen herhaalbaar.
• Een jaar-ronde, vaak verwezen naar de twee-circuit - primaire lucht is geschikt met een stroom van de injector, en het secundaire betreedt vrijelijk het beperkte volume (bijv. De ovenoven), waarin de brandstof wordt vertrapt. Slechts een-dimensionaal (zie hieronder), maar constructief eenvoudig, zo veel gebruikt voor tijdelijke lancering verwarmingskachels en boilers op gas.

Met toezicht

In de branders met een superieur van alle lucht, en primaire en secundaire, geserveerd in de verbrandingszone van brandstof met geweld. De eenvoudigste Microgorelob met een superieur voor desktop-adhesies, sieraden en glaswerken kunnen onafhankelijk worden gemaakt (zie hieronder), maar de vervaardiging van de verwarmingsbrander vereist een uitgebreide productiebasis. Maar juist, de branders met Superimposes stellen u in staat om alle mogelijkheden om het verbrandingsregime te regelen te realiseren; Volgens de gebruiksvoorwaarden zijn ze onderverdeeld in:

1. Geurmodus;
2. Dual-mode;
3. Gemoduleerd.

Controle

In single-koelmiddel-branders wordt de brandstofmodus ofwel eenmaal voor altijd structureel bepaald (bijv. In industriële branders voor annealing ovens), of wordt deze handmatig geïnstalleerd, waarvoor de brander moet of de technologische cyclus met het gebruik ervan onderbreken of onderbreek. Duplexbranders werken, in de regel, op volledig of halfvermogen. De overgang van de modus voor de modus wordt uitgevoerd in de loop van het werk of te gebruiken. Duplex Maak verwarming (Winter - Spring / Herfst) of dakbranders.

In de gemoduleerde branders is brandstof en luchttoevoer soepel en continu gereguleerd door automaten die werken aan een complex van kritische bronparameters. Bijvoorbeeld voor de verwarmingsbrander - bij de verhouding tussen temperaturen in de kamer, de buitenste en koelvloeistof in de terugkeer. Uitgangsparameter is mogelijk ( minimale stroom Het gas, de hoogste vlamtemperatuur) of er kan ook verschillende zijn, bijvoorbeeld bij de temperatuur van de vlam aan de bovengrens minimaliseert het brandstofverbruik, en wanneer deze valt, is de temperatuur geoptimaliseerd voor dit technische proces.

Voorbeelden van structuren

Het opnemen in ontwerpen gasbrandersLaten we langs de weg gaan om de stroom te verhogen, hiermee kunt u het materiaal beter begrijpen. En vanaf het begin zullen we kennis maken met zo'n belangrijke omstandigheid als voorbereiding.

Mini van de canister

Hoe de mini-gasbrander van één belasting is gerangschikt voor desktopwerk met een cateringgrot voor het tanken van aanstekers, bekende: dit zijn 2 naalden ingebracht in elkaar, POS. En in FIG.:

Voorbereiding - van aquariumcompressor. Omdat het zonder weerstand tegen de sproeier onder water, geeft het een aanzienlijk pulserende stroom, hebt u een ontvanger van 5 liter kernen nodig. De frisdrank is niet beschikbaar in zo, zodat de receiver kurken bovendien zal worden afgedicht met rauwe rubber, siliconen of eenvoudig plasticine. Als u een compressor inneemt voor een aquarium met 600 liter en meer, en de brandstof is 100% isobutaan (dergelijke blikjes zijn duurder dan normaal), is het mogelijk om een \u200b\u200bvlam meer dan 1500 graden te verkrijgen.

Struikelende struikelende struikelen wanneer herhaling van dit ontwerp, de eerste aanpassing van de gastoevoer. Er zijn geen problemen met lucht - het voer ervan is geïnstalleerd door de regelmatige regulator van de compressor. Maar de gasaanpassing van de slang met de slang is erg triest, en de regelaar van de druppelaar faalt snel, hij is ook beschikbaar. Ten tweede, de koppelingsbrander met een canister - zodat de klep is geopend, moet u de vulfitting duwen

Het helpt bij het oplossen van de problemen eerst, het knooppunt in de POS. B; Maak het van hetzelfde naaldpaar. Eerst moet je een buis ophalen voor een huls, met een beetje moeite om het vliegtuig van het blikje te plaatsen, en dan ook met een beetje moeite, sluit het in de canula-naalden; Het moet misschien een beetje boren. Maar de mouw mag niet hangen aan de fitting of in de canule afzonderlijk.

Dan maken we een clip voor een bus met een stelschroef (POS. B), plaatst u het blikje, draag een regelaar op de socket. B, en wikkel de schroef voordat u de gewenste gastoevoer krijgt. De aanpassing is zeer nauwkeurig, letterlijk microscopisch.

Soldeerbranders

De gemakkelijkste manier om een \u200b\u200bsoldeerbrander ongeveer te maken. 0,5-1 kW, als u een gasklep op voorraad hebt: Oxygen VK-serie, van oude autogen (acetyleen vat vast), etc. Een van de uitvoeringsvormen van de soldeerbrander op basis van de gasklep wordt getoond in FIG.

De functie ervan is het minimumaantal nauwkeurige onderdelen, en u kunt een kant-en-klare en vrij brede mogelijkheden kiezen voor het aanpassen van de vlam door de spuitmonden 11 te verplaatsen. Het materiaal van delen 7-12 is voldoende hittebestendig staal; In dit geval is de relatief goedkope St45 geschikt, omdat Vlamtemperatuur als gevolg van volledige afwezigheid Profilering van de gaskanaal- en uitwerpvensters (die als zodanig zijn en niet) zullen niet groter zijn dan 800-900 graden. Ook, vanwege het feit dat deze brander single-mount is, is het behoorlijk vraatzuchtig.

Dubbelcircuit

Een tweekleurige gasbrander voor solderen is veel zuiniger en stelt u in staat om een \u200b\u200bvlam tot 1200-1300 graden te krijgen. Voorbeelden van de ontwerpen van deze soort met een drukte van 5 liter cilinder worden gegeven in FIG.

De brander aan de linkerkant is de kracht van OK. 1 kW, daarom bestaat uit slechts 3 delen, het tellen van het gasvat en de handgrepen, zodat de afzonderlijke klep niet vereist is om de vlam aan te passen. Als u dat wenst, kunt u verwisselbare injectorkappen maken voor kleinere vermogen; Het brandstofverbruik bij lage capaciteit op hetzelfde moment zal merkbaar vallen. De eenvoud van het ontwerp in dit geval wordt bereikt door het gebruik van een regeling met een onvolledige scheiding van luchtcircuits: alle lucht wordt door de gaten in de behuizing gezogen, maar een deel ervan wordt genoten door een brandend gasstraal door een gat met een diameter van 12 mm in de schoen.

De onvolledige scheiding van luchtcontouren staan \u200b\u200bniet toe dat u de kracht van meer dan 1,2-1,3 kW bereikt: Re in de verbrandingskamer springt "boven het dak", dat begint te verbranden met katoen tot de explosie, als u probeert een vlam, geeft me een gas. Daarom is, zonder ervaring te hebben, de injector in deze brander beter is om 0,3-0,4 mm te plaatsen.

De brander met een volledige scheiding van luchtcontouren, waarvan de tekeningen aan het recht in FIG., Het ontwikkelen van stroom tot meerdere kW. Daarom, in de versterking, naast de afsluiting op de cilinder en de instelklep. Samen met een glijdende primaire ejector, maakt het redelijk ruime limieten toe om de temperatuur van de vlam te regelen, zonder minimum in deze kracht. Praktisch, het plaatsen van de vlam van de gewenste sterkte, verplaats de primaire ejector, terwijl er een smalle blauwe straal (zeer heet) of breed geelachtig is (niet zo heet).

Voor hoorn en smeden

De twee-circuitbrander met de volledige scheiding van de contouren is geschikt voor smedenwerken. Bijvoorbeeld, zoals gedurende 10-15 minuten, om te bouwen van de vriendin-bergmaterialen voor alleen beschreven, zie video:

Video: Gas Mountain in 10 minuten

Loodgieters en smid-gasbrander met speciaal voor de berg kan ook volledig worden gebouwd double-circuit schema, Zie volgende. rol.

Video: Gasbrander voor bergen Doe het zelf

En ten slotte kan de mini-gasbrander genezen en kleine tabletmorn; Hoe ze zelf samen te stellen, zie:

Video: Mini-Mountain Doe het zelf thuis

Voor fijn werk

Hier in FIG. Verdomme de tekeningen van de gasbrander met de ingebouwde aanpassingsklep voor bijzonder nauwkeurige en verantwoorde werken. De functie is een enorme verbrandingskamer met koelvinnen. Hierdoor worden in de eerste plaats de thermische vervormingen van de branderonderdelen verminderd. Ten tweede hebben willekeurige gas- en luchtsprongen bijna geen invloed op de temperatuur in de verbrandingskamer. Dientengevolge, de geïnstalleerde vlam voor een lange tijd Het houdt erg stabiel.

Hoge temperatuur

Overweeg uiteindelijk de brander die bedoeld is voor de maximale vlam hoge temperaturen - 100% isobutaan zonder het stimuleren van deze brander geeft een vlam met een temperatuur van meer dan 1.500 graden - bladstalen sneden, smelves in mini-kroeibare sieraden legeringen en verzacht elk silicaatglas behalve kwarts. Een goede injector voor deze brander wordt verkregen uit de naald van de insulinespuit.

Verwarming

Als je een keer planceert om je oude fornuis of ketel van brandhout-kolen op gas te vertalen, dan heb je geen andere uitweg, hoe een gemoduleerde brander met toezicht, pos. 1 in FIG. Anders worden eventuele besparingen op de zelfgemaakte snel door een brandstofoverschrijding gegeten.

In het geval dat het vermogen vereist is voor het verwarmen van meer dan 12-15 kW en daarnaast is er een persoon die gereed is en in staat is om de taken van een extract over te nemen dat de levering van gas volgens buitentemperaturen regelt, er zal zijn Een tweedeurs atmosferische brander voor de ketel, het diagram van het apparaat daarvan wordt gegeven aan positief. 2. Goed in deze capaciteit heeft zichzelf bewezen. Saratov-branders, POS. 3; Ze worden geproduceerd door wijde selectie Vermogen, lang en met succes toegepast in warmte-engineering.

Als u al een tijdje gas moet houden, bijvoorbeeld tot het einde van het verwarmingsseizoen, en vervolgens de reconstructie van het verwarmingssysteem herstelt of op gas wordt uitgevoerd, bijvoorbeeld een zomer-en-en en en een half -Party gasbrander kan hiervoor met hun eigen handen worden gemaakt. Ovens. Het schema van zijn inrichting en werk wordt gegeven op de POS. 4. Een onmisbare aandoening - de oven van het verwarmingsinstrument moet bij een verwarring zijn: als u de secundaire lucht in de kloof tussen de geeuwenoven en de woningen van de brander begint, zal het brandstofverbruik aanzienlijk toenemen. Tekening van de semi-derde winnende gasbrander voor de oven met een capaciteit van maximaal 10-12 kW Dan op POS. vijf; De langwerpige gaten voor het hek van primaire lucht moeten buiten zijn!

Dakbedekking

De gasbrander voor dakbedekking werkt met moderne Velocked-materialen (daklamp) wordt noodzakelijkerwijs uitgevoerd door een duplex: halfvermogen verwarmde het onderliggende oppervlak, en de coating op volle, nadat de rol wordt verwarmd. Sendance is hier onaanvaardbaar, dus we brengen tijd door op de branderinstelling (die alleen mogelijk is nadat de koeling is) niet.

De dakgasbrander van de industriële productie wordt aan de linkerkant getoond in FIG. Het is een tweedeelt-integraal schema met onvolledige scheiding van contouren. In dit geval is een dergelijke oplossing toegestaan, omdat De brander werkt aan volle kracht OK. 20% van de tijd van de technologische cyclus en wordt uitgevoerd door het bereide personeel buitenshuis.

Het meest complexe daklampknooppunt wordt nauwelijks herhaald thuis - vermogensschakelklep. Zonder, zonder het is het mogelijk om de prijs van een kleine toename van het brandstofverbruik te doen. Als je een Master Wagon bent en dakwerk Ze zijn bezig met episodisch, dan is de vermindering van de winstgevendheid vanwege dit niet merkbaar.

Technisch gezien wordt dit besluit geïmplementeerd in de brander met aangesloten paren luchtcontouren, zie aan de rechterkant in FIG. De overgang van de modus-modus wordt uitgevoerd door de behuizing te installeren / verwijderen innerlijke contourenof gewoon de lamp in hoogte verplaatsen, omdat De werkingsmodus van een dergelijke brander hangt sterk af van de onderdrukking van de uitlaat. Om het onderliggende oppervlak te verwarmen, behoort de lamp eraan, dan zal een krachtige brede stroom niet overdreven warme gassen gaan van het mondstuk. En voor de oppervlakte zal de lamp dichterbij zijn: door dakbedekkingsmateriaal Een brede "verdomde" vlam is verspreid.

Tenslotte

Dit artikel bespreekt alleen afzonderlijke voorbeelden Gasbranders. Totaal aantal Hun ontwerpen zijn alleen op het bereik van het "thuis" -bereik tot 15-20 kW berekend honderden, zo niet duizenden. Maar laten we hopen dat sommige van de hier beschreven hier nuttig zijn.

John C. Whitehead, Lawrence Liverore National Laboratory L-43, PO Box 808 Livermore, CA 94551 925-423-4847 [E-mail beveiligd]

Samenvatting. Naarmate de maten van de ontwikkelde satellieten dalen, wordt het steeds moeilijker om motorinstallaties (DF) voor hen te selecteren, waardoor de nodige parameters van controleerbaarheid en manoeuvreerbaarheid bieden. Gecomprimeerd gas wordt traditioneel gebruikt op de kleinste satellieten. Om de efficiëntie te verhogen en tegelijkertijd de kosten te verminderen in vergelijking met hydrazineverwijdering, wordt waterstofperoxide voorgesteld. Minimale toxiciteit en kleine vereiste installatiedimensies maken meerdere tests in op handige laboratoriumomstandigheden. Prestaties worden beschreven in de richting van het creëren van goedkope motoren en brandstoftanks met zelf-advertentie.

Invoering

Klassieke technologie au heeft een hoog niveau bereikt en blijft evolueren. Het is in staat om volledig te voldoen aan de behoeften van ruimtevaartuig met een gewicht van honderden en duizenden kilogram. Systemen verzonden naar vlucht Soms passeren geen tests. Het blijkt vrij voldoende te zijn om bekende conceptuele oplossingen te gebruiken en de geteste knooppunten tijdens de vlucht te kiezen. Helaas zijn dergelijke knooppunten meestal te hoog en zwaar voor gebruik in kleine satellieten, weegt tientallen kilogrammen. Dientengevolge moest de laatste voornamelijk gebaseerd op motoren die opereren op gecomprimeerde stikstof. Gecomprimeerde stikstof geeft UI slechts 50-70 C [ongeveer 500-700 m / s], vereist zware tanks en heeft een lage dichtheid (bijvoorbeeld ongeveer 400 kg / kubieke meter. M bij een druk van 5000 PSI [ongeveer 35 MPa]) . Een significant verschil in de prijs en eigenschappen van de DU op de gecomprimeerde stikstof en op het hydrazine maakt het op zoek naar intermediaire oplossingen.

In de afgelopen jaren is rente herboren in het gebruik van geconcentreerd waterstofperoxide als raketbrandstof voor motoren van verschillende schalen. Het peroxide is het meest aantrekkelijk bij gebruik in nieuwe ontwikkelingen, waarbij eerdere technologieën niet rechtstreeks kunnen concurreren. Dergelijke ontwikkelingen zijn de satellieten met een gewicht van 5-50 kg. Als brandstof met één component heeft het peroxide een hoge dichtheid (\u003e 1300 kg / kubieke meter) en een specifieke impuls (UI) in een vacuüm van ongeveer 150 ° C [ongeveer 1500 m / s]. Hoewel het significant minder is dan de Hydrazine UI, ongeveer 230 S [ongeveer 2300 m / s], alcohol of koolwaterstof in combinatie met peroxide in staat om UI op te tillen naar het bereik van 250-300 S [van ongeveer 2500 tot 3000 m / s ].

De prijs is hier een belangrijke factor, omdat het alleen zinvol is om peroxide te gebruiken als het goedkoper is dan om verkleinde varianten van klassieke du-technologieën te bouwen. Scherpte is zeer waarschijnlijk van mening dat het werk met giftige componenten de ontwikkeling, controle en lancering van het systeem verhoogt. Bijvoorbeeld voor testen raketmotoren Op giftige componenten zijn er maar een paar stands, en hun aantal neemt geleidelijk af. Microsatellite-ontwikkelaars kunnen daarentegen hun eigen peroxidant-technologie ontwikkelen. Het brandstofveiligheidsargument is vooral belangrijk bij het werken met weinig versnelde systemen. Het is veel gemakkelijker om dergelijke systemen te maken als u frequente goedkope tests kunt uitvoeren. In dit geval moeten de ongevallen en morsen van de componenten van raketbrandstof als correct worden beschouwd, net zoals bijvoorbeeld een noodsituatie om een \u200b\u200bcomputerprogramma te stoppen bij het debuggen. Daarom, bij het werken met giftige brandstoffen, zijn de standaard werkmethoden die de voorkeur geven aan evolutionaire, geleidelijke veranderingen. Het is mogelijk dat het gebruik van minder giftige brandstoffen In MicroSteps profiteert u van ernstige veranderingen in het ontwerp.

Het onderstaande werk is onderdeel van een groter onderzoeksprogramma dat gericht is op het bestuderen van nieuwe ruimtetechnologieën voor kleine toepassingen. Tests worden voltooid door de ingevulde prototypen van microsatellieten (1). Vergelijkbare onderwerpen, die van belang zijn, bevatten kleine vullingen met een pomptoevoer van brandstof voor vluchten naar Mars, Moon en terug met kleine financiële kosten. Dergelijke mogelijkheden kunnen erg handig zijn voor het verzenden van een klein onderzoeksapparaat tot aftrekbare trajecten. Het doel van dit artikel is om een \u200b\u200bDU-technologie te creëren die waterstofperoxide gebruikt en geen dure materialen of ontwikkelingsmethoden vereist. Efficiëntiecriterium in dit geval is een aanzienlijke superioriteit boven de mogelijkheden van de afstandsbediening op de gecomprimeerde stikstof. Een nette analyse van Microsatellite heeft helpt bij het vermijden van onnodige systeemvereisten die de prijs verhogen.

Vereisten voor motortechnologie

In de perfecte wereld van de satelliet moet de satelliet ook naadloos zijn, evenals computerrandapparatuur vandaag. Niet de kenmerken hebben die geen ander satelliet-subsysteem hebben. Brandstof is bijvoorbeeld vaak het meest enorme deel van de satelliet, en de uitgaven kunnen het midden van de massa van het apparaat veranderen. Vectoren van de stuwkracht, ontworpen om de snelheid van de satelliet te veranderen, moeten natuurlijk het midden van de massa passeren. Hoewel de problemen die verband houden met warmtewisseling belangrijk zijn voor alle componenten van de satelliet, zijn ze vooral complex voor DU. De motor creëert de heetste satellietpunten en tegelijkertijd heeft brandstof vaak een smaller toegestaan \u200b\u200btemperatuurbereik dan andere componenten. Al deze redenen leiden tot het feit dat manoeuvreertaken ernstig het volledige satellietproject beïnvloeden.

Als voor elektronische systemen Meestal worden de kenmerken beschouwd als vermeld, dan is het voor DU helemaal niet. Dit betreft de mogelijkheid om in baanbrekende, scherpe insluitsels en shutdowns te bewaren, het vermogen om willekeurig lange perioden van inactiviteit te weerstaan. Vanuit het oogpunt van de motoringenieur omvat de definitie van de taak een schema dat wordt weergegeven wanneer en hoe lang elke motor zou moeten werken. Deze informatie kan minimaal zijn, maar in elk geval verlaagt het technische problemen en kosten. De AU kan bijvoorbeeld worden getest met behulp van relatief goedkope apparatuur als het niet uitmaakt om de werking van de werking van de DU te observeren met een nauwkeurigheid van milliseconden.

Andere omstandigheden die het systeem meestal verminderen, kunnen bijvoorbeeld de behoefte zijn exacte voorspelling Tractie en specifieke impuls. Traditioneel maakte dergelijke informatie het mogelijk om nauwkeurig berekende snelheidscorrectie toe te passen met een vooraf bepaalde tijd van werking van de DU. Gezien het moderne niveau van sensoren en computationele mogelijkheden die beschikbaar zijn aan boord van de satelliet, is het logisch om de acceleratie te integreren totdat een gespecificeerde verandering in snelheid is bereikt. Vereenvoudigde vereisten stellen u in staat om individuele ontwikkelingen te verminderen. Het is mogelijk om nauwkeurige passende druk en beken, evenals dure tests in een vacuümkamer te vermijden. De thermische omstandigheden van het vacuüm moeten echter nog steeds rekening houden.

De eenvoudigste motor Maswer - Schakel de motor slechts één keer in, in een vroeg stadium van de satelliet. In dit geval begincondities En het moment van opwarmen heeft het minste niet van invloed op het minste. Brandstoflekkage Deckes vóór en nadat de manoeuvre geen invloed heeft op het resultaat. Een dergelijk eenvoudig scenario kan voor een andere reden moeilijk zijn vanwege de grote snelheidsversterking. Als de vereiste versnelling hoog is, worden de grootte van de motor en de massa nog belangrijker.

De meest complexe taken van het werk van DU zijn tienduizenden of meer korte pulsen gescheiden door klok of notulen van inactiviteit door de jaren heen. Transitieprocessen aan het begin en het einde van de puls, thermische verliezen in het apparaat, brandstoflekkage - Dit alles moet worden geminimaliseerd of geëlimineerd. Dit type stuwkracht is typisch voor de taak van 3-assige stabilisatie.

Het probleem van de intermediaire complexiteit kan worden beschouwd als periodieke insluitsels van de DU. Voorbeelden zijn veranderingen Orbit, atmosferische verliescompensatie, of periodieke veranderingen in de richting van de satelliet gestabiliseerd door rotatie. Een dergelijke werkingsmodus wordt ook gevonden in satellieten die inertiële vliegwielen hebben of die worden gestabiliseerd door het zwaartekrachtgebied. Dergelijke vluchten omvatten meestal korte periodes van High-Active Du. Dit is belangrijk omdat de warme componenten van brandstof tijdens dergelijke activiteit minder energie verliezen. Tegelijkertijd kunt u eenvoudiger apparaten gebruiken dan voor langdurige onderhoud van oriëntatie, dus dergelijke vluchten zijn goede kandidaten voor het gebruik van goedkope vloeibare deuren.

Vereisten voor de ontwikkelde motor

Een klein niveau van de stuwkracht geschikt voor manoeuvres verandert de baan van kleine satellieten is ongeveer gelijk aan die die op groot ruimtevaartuig wordt gebruikt om oriëntatie en baan te behouden. De bestaande kleine drukmotoren die tijdens de vluchten worden getest, zijn meestal ontworpen om de tweede taak op te lossen. Dergelijke extra knooppunten als een elektrische verwarmer die het systeem opwerken vóór gebruik, evenals thermische isolatie stellen u in staat om een \u200b\u200bhoge mediumspecifieke impuls te bereiken met talrijke korte motoren. De afmetingen en het gewicht van de apparatuur toename, die aanvaardbaar kan zijn voor grote apparaten, maar niet geschikt voor klein. De relatieve massa van het stuwsysteem is nog minder gunstig voor elektrische raketmotoren. Arc- en ionenmotoren hebben een zeer kleine stuwkracht in relatie tot de massa van de motoren.

Vereisten voor de levensduur bepaalt ook de toegestane massa en de grootte van de motorinstallatie. Bijvoorbeeld, in het geval van brandstof van één componenten, kan de toevoeging van de katalysator de levensduur verhogen. De oriëntatiesysteemmotor kan in het bedrag van enkele uren actief zijn in het tijdstip van de dienst. De satelliettanks kunnen echter in minuten leeg zijn als er een voldoende grote verandering van baanvak is. Om lekken te voorkomen en ervoor te zorgen dat de strakke sluiting van de klep, zelfs nadat velen in de lijnen beginnen, zetten verschillende kleppen op een rij. Extra kleppen kunnen ongerechtvaardigd zijn voor kleine satellieten.

Fig. 1 toont dat vloeibare motoren niet altijd kunnen worden verminderd in verhouding tot gebruik voor kleine druksystemen. Grote motoren verhogen meestal 10 - 30 keer meer dan hun gewicht, en dit aantal neemt toe tot 100 voor de draaggolfmotoren met de brandstofpomp. De kleinste vloeibare motoren kunnen echter niet eens hun gewicht verhogen.

Motoren voor satellieten zijn moeilijk om klein te maken.

Zelfs als een kleine bestaande motor enigszins gemakkelijk is om te dienen als de hoofdmotor manoeuvreermotor, selecteert u een set van 6-12 vloeibare motoren voor een 10-kilogram-apparaat is bijna onmogelijk. Daarom worden microsavers gebruikt voor de oriëntatie van gecomprimeerd gas. Zoals getoond in FIG. 1, er zijn gasmotoren met een tractie-ratio om hetzelfde te masseren als grote raketmotoren. Gasmotoren zijn gewoon een magneetventiel met een spuitmond.

Naast het oplossen van het probleem van de massa van de voortstuwing, stelt het systeem over gecomprimeerd gas mogelijk om kortere pulsen te verkrijgen dan vloeibare motoren. Deze eigenschap is belangrijk voor continue handhavende oriëntatie voor lange vluchten, zoals weergegeven in de toepassing. Aangezien de maten van ruimtevaartuigen afnemen, kunnen steeds korte pulsen voldoende voldoende zijn om de oriëntatie te behouden met een bepaalde nauwkeurigheid voor deze levensduur.

Hoewel de systemen op gecomprimeerd gas als geheel goed uitzien voor gebruik op kleine ruimtevaartuigen, bezetten gasopslagcontainers vrij groot volume en wegen vrij veel. Moderne samengestelde tanks voor het opslaan van stikstof, ontworpen voor kleine satellieten, wegen zoveel als stikstof zelf gevangen in hen. Ter vergelijking, tanks voor vloeibare brandstof In ruimtevaartuig kan brandstof opslaan met een gewicht van maximaal 30 massa's tanks. Gezien het gewicht van zowel de tanks als de motoren, zou het erg handig zijn om brandstof in vloeibare vorm op te slaan en om te zetten naar het gas voor de verdeling tussen verschillende oriëntatiesysteemmotoren. Dergelijke systemen zijn ontworpen om hydrazine te gebruiken in korte subborital-experimentele vluchten.

Waterstofperoxide als raket brandstof

Als brandstof met één component, ontleedt pure H2O2 op zuurstof en oververhitte stoom, met een temperatuur iets hoger dan 1800F [ongeveer 980C - ca. Per.] Bij afwezigheid van warmteverliezen. Meestal wordt het peroxide gebruikt in de vorm van een waterige oplossing, maar in een concentratie is minder dan 67% van de expansie-energie niet genoeg om al het water te verdampen. Milistische testapparaten in de jaren zestig. 90% Perooles werden gebruikt om de oriëntatie van de apparaten te handhaven, die de temperatuur van de adiabatische afbraak van ongeveer 1400F en de specifieke impuls met het gestage proces 160 s gaf. Bij een concentratie van 82% geeft het peroxide een gastemperatuur van 1030F, die leidt tot de beweging van de hoofdpompen van de motor van de motorraketraket. Verschillende concentraties worden gebruikt omdat de prijs van brandstof groeit met een toename in de concentratie, en de temperatuur beïnvloedt de eigenschappen van materialen. Aluminiumlegeringen worden bijvoorbeeld gebruikt bij temperaturen tot ongeveer 500 f. Bij gebruik van het adiabatische proces beperkt het de concentratie van peroxide tot 70%.

Concentratie en schoonmaak

Waterstofperoxide is commercieel verkrijgbaar in een breed scala aan concentraties, graden van reiniging en hoeveelheden. Helaas zijn kleine containers van zuiverperoxide, die rechtstreeks als brandstof kunnen worden gebruikt, praktisch niet beschikbaar zijn. Raketperoxide is verkrijgbaar in grote vaten, maar is misschien niet helemaal toegankelijk (bijvoorbeeld in de VS). Bovendien, bij het werken met grote hoeveelheden Peroxy heeft speciale apparatuur en aanvullende beveiligingsmaatregelen nodig, die niet volledig gerechtvaardigd is, alleen in kleine hoeveelheden.

Voor gebruik in dit project wordt 35% peroxide gekocht in polyethyleencontainers met een volume van 1 gallon. Ten eerste concentreert het zich tot 85%, vervolgens gereinigd op de in Fig. 2. Deze variant van de eerder gebruikte methode vereenvoudigt het installatieschema en vermindert de noodzaak om de glazen onderdelen te reinigen. Het proces is geautomatiseerd, zodat voor het verkrijgen van 2 liter peroxide per week slechts dagelijks vulling en lediging van schepen vereist. Natuurlijk is de prijs per liter hoog, maar het volledige bedrag is nog steeds gerechtvaardigd voor kleine projecten.

Ten eerste, in twee liter-bril op elektrische kachels in de uitlaatkast, worden het grootste deel van het water afgedampt tijdens de periode die wordt bestuurd door de timer om 18 uur. Het volume van fluïdum in elk glas vermindert vier vaste stof tot 250 ml of ongeveer 30% van de initiële massa. Wanneer verdamping, is een kwart van de initiële peroxidemoleculen verloren. De verliessnelheid groeit met een concentratie, zodat voor deze methode de praktische concentratiegrens 85% is.

Installatie aan de linkerkant is een in de handel verkrijgbare roterende vacuümverdamper. 85% oplossing met ongeveer 80 ppm externe onzuiverheden wordt verwarmd door de hoeveelheden van 750 ml op een waterbad bij 50c. Installatie wordt ondersteund door een vacuüm niet hoger dan 10 mm Hg. Kunst. Dat zorgt voor snelle distillatie gedurende 3-4 uur. Condensaat stroomt in de container linksonder met verliezen van minder dan 5%.

Het bad met een waterstraalpomp is zichtbaar voor de verdamper. Het heeft twee elektrische pompen, waarvan er één water aan de waterstraalpomp levert, en de tweede circuleert het water door de vriezer, de koelkast van de water van de roterende verdamper en het bad zelf, waarbij de watertemperatuur net boven de nul van de watertemperatuur wordt gehandhaafd, wat verbetert Zowel de condensatie van de damp in de koelkast en het vacuüm in het systeem. PACKEY PARE's die niet zijn gecondenseerd op de koelkast vallen in het bad en baarden naar een veilige concentratie.

Zuiver waterstofperoxide (100%) is significant dicht water (1,45 maal bij 20C), zodat het zwevende glasbereik (in het bereik van 1,2-1,4) meestal de concentratie bepaalt met een nauwkeurigheid van maximaal 1%. Zoals in eerste instantie gekocht, werden het peroxide en de gedestilleerde oplossing geanalyseerd op de inhoud van onzuiverheden, zoals weergegeven in de tabel. 1. De analyse omvatte plasma-emissiespectroscopie, ionchromatografie en de meting van de volledige inhoud van organische koolstof (totale organische koolstof - toc). Merk op dat fosfaat en tin stabilisatoren zijn, ze worden toegevoegd in de vorm van kalium- en natriumzouten.

Tabel 1. Analyse van waterstofperoxide-oplossing

Veiligheidsmaatregelen bij het hanteren van waterstofperoxide

H2O2 decomponeert op zuurstof en water, dus het heeft geen toxiciteit op lange termijn en vertegenwoordigt geen gevaren voor omringend. De meest voorkomende problemen van het peroxide treedt op tijdens het contact met lederen druppeltjes, te klein om te detecteren. Dit veroorzaakt tijdelijke niet-gevaarlijke, maar pijnlijke verkleurde vlekken die moeten worden gerold met koud water.

Actie op de ogen en longen zijn gevaarlijker. Gelukkig is de druk van de peroxidedamp vrij laag (2 mm Hg. Art. Bij 20c). Afzuiging Handelt gemakkelijk de concentratie onder de limiet om in te ademen in 1 ppm geïnstalleerd door OSHA. Het peroxide kan overlopen tussen open containers over de plooien in geval van morsen. Ter vergelijking: N2O4 en N2H4 moeten constant in afgedichte schepen zijn, een speciale ademhalingsapparatuur wordt vaak gebruikt bij het werken met hen. Dit komt door hun significant hogere druk van dampen en beperkende concentratie in de lucht bij 0,1 ppm voor N2H4.

Wassen gemorst peroxide water maakt het niet gevaarlijk. Wat betreft beschermende kledingvereisten kunnen ongemakkelijke pakken de kans op de Straat vergroten. Bij het werken met kleine hoeveelheden is het mogelijk dat het belangrijker is om de onderwerpen van het gemak te volgen. Werk met natte handen is bijvoorbeeld een redelijk alternatief voor het werk in handschoenen dat zelfs spatten kan overslaan als ze doorgaan.

Hoewel het vloeibare peroxide niet ontbindt in de massa in het kader van de actie van de brand van brand, kan het paar geconcentreerd peroxide worden gedetecteerd met onbeduidende effecten. Dit potentiële gevaar brengt de limiet van het productievolume van de hierboven beschreven installatie. Berekeningen en metingen tonen een zeer hoge mate van beveiliging voor deze kleine productievolumes. In FIG. 2 De lucht wordt getrokken in horizontale ventilatiereks achter het apparaat, op 100 cfm (kubieke voet per minuut, ongeveer 0,3 kubieke meter per minuut) langs 6 voet (180 cm) van de laboratoriumtafel. De concentratie van dampen onder 10 ppm werd direct over de concentrerende bril gemeten.

Het gebruik van kleine hoeveelheden peroxide na het fokken ervan leidt niet tot milieugevolgen, hoewel het de meest strikte interpretatie van de regels voor de verwijdering van gevaarlijk afval in tegenspraak is. Peroxide - oxidatiemiddel, en daarom potentieel ontvlambaar. Tegelijkertijd is het echter noodzakelijk voor de aanwezigheid van brandbare materialen, en angst is niet gerechtvaardigd bij het werken met kleine hoeveelheden materialen als gevolg van warmtedissipatie. Natte vlekken op weefsels of los papier zullen bijvoorbeeld de lelijke vlam stoppen, omdat het peroxide een hoge specifieke warmtecapaciteit heeft. Containers voor het opslaan van peroxide moeten ventilatieopeningen of veiligheidskleppen hebben, omdat de geleidelijke ontbinding van het peroxide per zuurstof en water de druk verhoogt.

Compatibiliteit van materialen en zelfontlading indien opgeslagen

Compatibiliteit tussen geconcentreerde peroxide en structurele materialen omvat twee verschillende klassen van problemen die moeten worden vermeden. Contact met peroxide kan leiden tot een schade aan materialen, zoals optreedt met veel polymeren. Bovendien verschilt de tarief van ontbinding van peroxide aanzienlijk, afhankelijk van de contactbare materialen. In beide gevallen is er een effect van accumulerende effecten met de tijd. Zo moet de compatibiliteit worden uitgedrukt in numerieke waarden en wordt in het kader van de aanvraag beschouwd en niet beschouwd als een eenvoudige eigenschap, dat is of niet. Een motorcamera kan bijvoorbeeld worden opgebouwd uit een materiaal dat ongeschikt is voor gebruik voor brandstoftanks.

Historische werken omvatten experimenten op compatibiliteit met monsters van materialen die worden uitgevoerd in glazen vaten met geconcentreerd peroxide. Bij het handhaven van de traditie werden kleine afdichtvaten gemaakt van monsters voor het testen. Opmerkingen voor het veranderen van druk en schepen tonen de tarief van ontbinding en peroxide lekkage. Daarnaast wordt de mogelijke toename van het volume of de verzwakking van het materiaal merkbaar, aangezien de vaatwanden worden blootgesteld aan druk.

Fluorpolymeren, zoals polytetrafluorethyleen (polytetraflurothyleen), polychlochlorotriflurothyleen) en polyvinylideenfluoride (PLDF - polyvinylideenfluoride) worden niet afgebroken onder de werking van peroxide. Ze leiden ook tot een vertraging in de decompositie van peroxide, zodat deze materialen kunnen worden gebruikt om de tanks of tussenliggende containers te dekken als ze brandstof voor meerdere maanden of jaren moeten opslaan. Evenzo zijn de compactoren uit het fluorooelastomer (van de standaard "Witon") en fluorbevattende smeermiddelen vrij geschikt voor langetermijncontact met peroxide. Polycarbonaat kunststof is verrassend niet beïnvloed door geconcentreerd peroxide. Dit materiaal dat geen fragmenten vormt, wordt gebruikt waar transparantie nodig is. Deze gevallen omvatten het creëren van prototypen met een complexe interne structuur en tanks waarin het nodig is om het vloeistofniveau te zien (zie Fig. 4).

Ontbinding bij het contact opnemen met het materiaal Al-6061-T6 is slechts enkele keren sneller dan met de meest compatibele aluminiumlegeringen. Deze legering is duurzaam en gemakkelijk toegankelijk, terwijl de meest compatibele legeringen onvoldoende sterkte hebben. Open puur aluminium oppervlakken (d.w.z. AL-6061-T6) worden vele maanden bespaard bij contact met peroxide. Dit is ondanks het feit dat water bijvoorbeeld aluminium oxideert.

In tegenstelling tot historisch vastgestelde aanbevelingen, zijn complexe reinigingsoperaties die schadelijk zijn voor gezondheidswerkers niet nodig zijn voor de meeste toepassingen. De meeste delen van de apparaten die in dit werk worden gebruikt met geconcentreerd peroxide werden eenvoudig afgewassen met water met waspoeder bij 110F. Voorlopige resultaten tonen aan dat een dergelijke aanpak bijna net zo goede resultaten is als aanbevolen reinigingsprocedures. In het bijzonder vermindert het wassen van het vat uit PVDF gedurende de dag met 35% salpeterzuur het ontledingsnelheid van slechts 20% voor een periode van 6 maanden.

Het is gemakkelijk om te berekenen dat de ontbinding van één procent van het peroxide in het gesloten vat met 10% vrij volume, de druk opheft tot bijna 600PSI (ponden per vierkante inch, d.w.z. ongeveer 40 atmosfeer). Dit aantal laat zien dat het verminderen van de efficiëntie van peroxide met een afname in zijn concentratie aanzienlijk minder belangrijk is dan veiligheidsoverwegingen tijdens opslag.

Planning van ruimtevluchten met geconcentreerd peroxide vereist een uitgebreide overweging van de mogelijke behoefte om de druk door ventilatie van de tanks te resetten. Als de werking van het motorsysteem begint voor dagen of weken vanaf het begin van het begin, kan het lege volume van de tanks onmiddellijk meerdere keren groeien. Voor dergelijke satellieten is het logisch om alle metalen tanks te maken. Opslagperiode omvat natuurlijk de tijd die is toegewezen aan de assusie.

Helaas, formele regels voor het werken met brandstof, die zijn ontwikkeld, rekening houdend met het gebruik van zeer toxische componenten, verbieden meestal automatische ventilatiesystemen op de vluchtapparatuur. Meestal gebruikte dure druktracking-systemen. Het idee om de veiligheid te verbeteren door het verbod op ventilatiekleppen is in tegenspraak met de normale "aardse" praktijk bij het werken met vloeibare druksystemen. Deze vraag moet misschien moeten worden herzien, afhankelijk van welke de raket van de drager wordt gebruikt bij het starten.

Indien nodig kan de afbraak van peroxide worden gehandhaafd op 1% per jaar of lager. Naast de compatibiliteit met tankmaterialen, is de ontbindingscoëfficiënt sterk afhankelijk van de temperatuur. Het kan mogelijk zijn om peroxide voor onbepaalde tijd op te slaan in ruimtevluchten als het mogelijk is om te bevriezen. Het peroxide breidt zich niet uit tijdens het bevriezen en creëert geen bedreigingen voor kleppen en leidingen, zoals het met water gebeurt.

Aangezien het peroxide ontleedt op de oppervlakken, kan een toename van de volumeverhouding naar het oppervlak de houdbaarheid vergroten. Vergelijkende analyse Met monsters van 5 kubieke meter. Zie en 300 kubieke meter. cm Bevestig deze conclusie. Eén experiment met 85% peroxide in 300 CU-containers. Zie, gemaakt van PVDF, toonde de ontledingscoëfficiënt bij 70F (21c) 0,05% per week, of 2,5% per jaar. Extrapolatie tot 10 liter tanks geeft het resultaat van ongeveer 1% per jaar bij 20C.

In andere vergelijkende experimenten met behulp van PVDF of PVDF-coating op aluminium, peroxide, met 80 ppm stabiliserende additieven, ontbonden slechts 30% langzamer dan gezuiverd peroxide. Dit is eigenlijk goed dat stabilisatoren de houdbaarheid van peroxide in tanks met lange vluchten niet aanzienlijk verhogen. Zoals getoond in het volgende gedeelte, zijn deze additieven sterk verstoren met het gebruik van peroxide in motoren.

Motorontwikkeling

De geplande microsatetter vereist aanvankelijk een versnelling van 0,1 g om een \u200b\u200bmassa van 20 kg te besturen, dat wil zeggen, ongeveer 4,4 kilo kracht [ongeveer 20N] stuwkracht in vacuüm. Omdat veel eigenschappen van gewone 5-pondmotoren niet nodig waren, is een gespecialiseerde versie ontwikkeld. Talloze publicaties beschouwd als blokken van katalysatoren voor gebruik met peroxide. Massastroom Voor dergelijke katalysatoren wordt geschat op ongeveer 250 kg per vierkante meter katalysator per seconde. Schetsen van klokvormige motoren die worden gebruikt op blokken kwik en Centaur blijkt dat slechts ongeveer een kwart ervan daadwerkelijk werd gebruikt tijdens het sturen van inspanningen van ongeveer 1 pond [ongeveer 4,5 tot]. Voor deze toepassing werd een katalysatieblok geselecteerd met een diameter van 9/16 inch [ongeveer 14 mm]. Massale stroom is ongeveer 100 kg per vierkant. m per seconde geeft bijna 5 kilo stuwkracht bij een specifieke impuls in 140 ° C [ongeveer 1370 m / s].

Zilver-gebaseerde katalysator

Zilverdraad gaas en zilver-bedekte nikkelplaten werden in het verleden op grote schaal gebruikt voor katalyse. Nikkeldraad als basis verhoogt de hittebestendigheid (voor concentraties van meer dan 90%) en meer goedkoop voor massaproep. Schoon zilver werd geselecteerd voor onderzoeksgegevens om het coatingproces van nikkel te voorkomen, en ook omdat het zachte metaal gemakkelijk in stroken kan worden gesneden, die vervolgens in ringen worden gevouwen. Bovendien kan het probleem van oppervlaktetoestel worden vermeden. We gebruikten gemakkelijk toegankelijke roosters met 26 en 40 draden op een inch (de overeenkomstige draaddiameter van 0,012 en 0,009 inch).

De samenstelling van het oppervlak en het mechanisme van de katalysatorwerking is volledig onduidelijk, als volgt uit verschillende onverklaarbare en tegenstrijdige uitspraken in de literatuur. De katalytische activiteit van het oppervlak van zuiver zilver kan worden versterkt door de toepassing van Samarium-nitraat met daaropvolgende calcinering. Deze stof ontleedt op Samariumoxide, maar kan ook zilver oxideren. Andere bronnen, naast deze verwijzen naar de behandeling van zuiver zilver salpeterzuur, dat zilver oplost, maar ook een oxidatiemiddel is. Een nog gemakkelijkste manier is gebaseerd op het feit dat een puur zilveren katalysator zijn activiteit kan verhogen bij gebruik. Deze waarneming werd gecontroleerd en bevestigd, wat leidde tot het gebruik van een katalysator zonder een nitraat van Samaria.

Zilveroxide (AG2O) heeft een bruinzwarte kleur en zilverperoxide (AG2O2) heeft een grijze zwarte kleur. Deze kleuren verschenen een na de andere, waaruit blijkt dat zilver geleidelijk steeds meer geoxideerd. De jongste kleur kwam overeen met de beste actie van de katalysator. Bovendien werd het oppervlak in toenemende mate ongelijk vergeleken in vergelijking met het "vers" zilver bij het analyseren onder een microscoop.

Een eenvoudige methode voor het controleren van de activiteit van de katalysator werd gevonden. Aparte mokken van het zilvergaas (diameter 9/16 inch [ongeveer 14 mm] werden gesuperponeerd op druppels peroxide op het stalen oppervlak. Alleen gekochte zilveren raster veroorzaakte een langzaam "sis". De meest actieve katalysator is herhaaldelijk (10 keer) veroorzaakt een stoomstroom gedurende 1 seconde.

Deze studie bewijst niet dat geoxideerde zilver een katalysator is, of dat de waargenomen verdonkering voornamelijk door oxidatie is. De vermelding is ook de moeite waard om te vermelden dat zowel zilveroxide bekend is om te ontbinden met relatief lage temperaturen. Overmatige zuurstof tijdens de motoroperatie kan echter het reactievequilibrium verschuiven. Pogingen om experimenteel te ontdekken het belang van oxidatie en onregelmatigheden van het oppervlak van het ondubbelzinnige resultaat gaf niet. Pogingen omvatten een analyse van het oppervlak met behulp van een x-ray foto-elektron spectroscopie (röntgenfoto-elelectron spectroscopie, XPS), ook bekend als een elektronische spectroscopische chemische analysator (elektronspectroscopie chemische analyse, esca). Pogingen werden ook gemaakt om de waarschijnlijkheid van oppervlakteverontreiniging in vers getrokken zilveren roosters te elimineren, die katalytische activiteit verslechterden.

Onafhankelijke controles hebben aangetoond dat noch het nitraat van Samaria, noch het vaste ontledingsproduct (dat waarschijnlijk oxide) is, de ontbinding van peroxide niet katalyseert. Het kan betekenen dat Samarium-nitraatbehandeling kan werken door oxidatie van zilver. Er is echter ook een versie (zonder een wetenschappelijke rechtvaardiging) dat de behandeling van Samarium Nitraat de hechting van bubbels van gasvormige ontbindingsproducten voorkomt aan het oppervlak van de katalysator. In het huidige werk werd uiteindelijk de ontwikkeling van lichte motoren als belangrijker beschouwd dan de oplossing van de katalysis puzzels.

Motorregeling

Traditioneel wordt de stalen gelaste constructie gebruikt voor peroxidaire motoren. Hoger dan staal, coëfficiënt thermische uitzetting Zilver leidt tot een compressie van een zilveren katalysatorpakket wanneer verwarmd, waarna de slots tussen het pakket en de muren van de camera verschijnen na afkoeling. Om het vloeibare peroxide om het mesh van de katalysator voor deze slots te omzeilen, worden de ringvormige afdichtingen tussen de roosters meestal gebruikt.

In plaats daarvan werden in dit artikel vrij goede resultaten verkregen met behulp van de motorcamera's gemaakt van brons (Copperlegering C36000) op de draaibank. Brons wordt gemakkelijk verwerkt en bovendien is de thermische expansiecoëfficiënt dicht bij de zilvercoëfficiënt. Bij de ontbindingstemperatuur van 85% peroxide, ongeveer 1200F [ongeveer 650C], heeft het brons uitstekende kracht. Met deze relatief lage temperatuur kunt u ook een aluminium injector gebruiken.

Een dergelijke keuze aan gemakkelijk verwerkte materialen en peroxideconcentraties, gemakkelijk haalbaar in laboratoriumomstandigheden, is een nogal succesvolle combinatie voor experimenten. Merk op dat het gebruik van 100% peroxide zou leiden tot het smelten van zowel de katalysator als de muren van de kamer. De resulterende keuze is een compromis tussen prijs en efficiëntie. Het is vermeldenswaard dat de bronzen kamers worden gebruikt op de RD-107 en RD-108-motoren die op een dergelijke succesvolle vervoerder worden toegepast als een alliantie.

In FIG. 3 toont een lichte motorvariant die zichzelf rechtstreeks schroeven aan de basis van de vloeistofklep van een kleine manoeuvreermachine. Links - 4 Gram aluminium injector met fluoroalastomeerzegel. De 25-gram zilveren katalysator is verdeeld om het van verschillende kanten te kunnen tonen. Rechts - 2-gram-plaat die het katalysatorraster ondersteunt. Het totale gewicht van de onderdelen in de figuur is ongeveer 80 gram. Een van deze motoren werd gebruikt voor terrestrische controles van het 25-kilogram onderzoeksapparaat. Het systeem werkte in overeenstemming met het ontwerp, inclusief het gebruik van 3,5 kilogram peroxide zonder een zichtbaar verlies van kwaliteit.

150-gram in de handel verkrijgbare magneetventiel van directe actie, met een gat van 1,2 mm en een 25-ohm-spoel die wordt gecontroleerd door een 12 volt-bron vertoonde bevredigende resultaten. Het oppervlak van de klep dat in contact komt met de vloeistof bestaat uit roestvrij staal, aluminium en witon. De volledige massa is gunstig anders dan massa meer dan 600 gram voor een motor van 3 pond [ongeveer 13N] die wordt gebruikt om de oriëntatie van de Centauriaanse fase tot 1984 te behouden.

Motor testen

De motor die is ontworpen om experimenten uit te voeren, was enigszins zwaarder dan de finale, zodat het mogelijk was om bijvoorbeeld het effect van meer katalysator te testen. Het mondstuk werd afzonderlijk aan de motor geschroefd, waardoor het mogelijk maakte om de katalysator in omvang aan te passen, waarbij de kracht van het aanscherping van de bouten aan te passen. Iets boven de stromingsproezen waren connectoren voor druksensoren en gastemperatuur.

Fig. 4 toont de installatie klaar voor het experiment. Directe experimenten in laboratoriumomstandigheden zijn mogelijk vanwege het gebruik van voldoende onschadelijke brandstof, lage waarden van stuwkracht, werk onder normale kameromstandigheden en luchtdruken pas eenvoudige apparaten toe. De beschermende wanden van de installatie zijn gemaakt van polycarbonaatdiks van diktes in de helft: ongeveer 12 mm], die zijn geïnstalleerd aluminium frame, in goede ventilatie. De panelen werden getest op een spoelkracht in 365.000 n * C / M ^ 2. Bijvoorbeeld een fragment van 100 gram, beweegt met een supersonische snelheid van 365 m / s, stop als de slag van 1 kV. cm.

Op de foto is de motorcamera verticaal georiënteerd, net onder de uitlaatpijp. Druksensoren op de inlaat in de injector en druk in de kamer bevinden zich op het platform van de schalen die de verlangen meten. Digitale prestaties en temperatuurindicatoren bevinden zich buiten de installatiemuren. De opening van de hoofdklep omvat een kleine reeks indicatoren. Gegevensopname wordt uitgevoerd door alle indicatoren in het zichtveld van de camcorder te installeren. De uiteindelijke metingen werden uitgevoerd met behulp van een warmtegevoelig krijt, dat een lijn langs de lengte van de katalyserkamer heeft uitgevoerd. Kleurverandering kwam overeen met temperaturen boven 800 f [ongeveer 430C].

De capaciteit met geconcentreerd peroxide bevindt zich aan de linkerkant van de schubben op een afzonderlijke ondersteuning, zodat de verandering in de massa van de brandstof de meting van de stuwkracht niet beïnvloedt. Met behulp van referentiegewesten werd gecontroleerd of de buizen, waardoor peroxide naar de kamer, vrij flexibel zijn om de meetnauwkeurigheid binnen 0,01 pond [ongeveer 0,04N] te bereiken. De peroxidecapaciteit werd gemaakt van een grote polycarbonaatpijp en wordt zodanig gekalibreerd dat de verandering in het niveau van de vloeistof kan worden gebruikt om de UI te berekenen.

Motorparameters

De experimentele motor werd herhaaldelijk getest in 1997. Vroege runs gebruikt beperkende injector en kleine kritieke secties, met heel erg lage druk. De efficiëntie van de motor, zoals het bleek, is sterk gecorreleerd met de activiteit van de gebruikte eenlaagse katalysator. Na het bereiken van betrouwbare ontbinding werd de druk in de tank opgenomen bij 300 PSIG [ongeveer 2,1 MPa]. Alle experimenten werden uitgevoerd bij de initiële temperatuur van apparatuur en brandstof in 70F [ongeveer 21C].

De initiële kortetermijnlancering werd uitgevoerd om een \u200b\u200b"natte" start te vermijden waarop een zichtbare uitlaat verscheen. Meestal werd de eerste start uitgevoerd binnen 5 s bij consumptie<50%, но вполне хватало бы и 2 с. Затем шёл основной прогон в течение 5-10 с, достаточных для полного прогрева двигателя. Результаты показывали температуру газа в 1150F , что находится в пределах 50F от теоретического значения. 10-секундные прогоны при постоянных условиях использовались для вычисления УИ. Удельный импульс оказывался равным 100 с , что, вероятно, может быть улучшено при использовании более оптимальной формы сопла, и, особенно, при работе в вакууме.

De lengte van de zilveren katalysator werd met succes verlaagd van een conservatieve 2,5 inch [ongeveer 64 mm tot 1,7 inch [ongeveer 43 mm]. De laatste motorregeling had 9 gaten met een diameter van 1/64 inch [ongeveer 0,4 mm] in een vlak oppervlak van de injector. Het kritieke gedeelte van de grootte van de grootte van 1/8 inch heeft het mogelijk gemaakt om een \u200b\u200b3,3 pond kracht van kracht te verkrijgen bij een druk in de PSIG-kamer 220 en het drukverschil 255 psig tussen de klep en het kritieke gedeelte.

Gedestilleerde brandstof (tabel 1) gaf stabiele resultaten en stabiele drukmetingen. Na een punt van 3 kg brandstof en 10 start, was een punt met een temperatuur van 800F in de kamer op een afstand van 1/4 inch van het oppervlak van de injector. Tegelijkertijd was de prestatietijd van de motor bij 80 ppm-onzuiverheden onaanvaardbaar. Drukschommelingen in de kamer met een frequentie van 2 Hz bereikten een waarde van 10% na slechts 0,5 kg brandstof. Het temperatuurpunt is 800F vertrok meer dan 1 inch van de injector.

Een paar minuten in 10% salpeterzuur herstelde een katalysator tot een goede staat. Ondanks het feit dat, samen met vervuiling, een bepaalde hoeveelheid zilver werd opgelost, was de katalysatoractiviteit beter dan na de salpeterzuurbehandeling van een nieuwe, niet-gebruikte katalysator.

Opgemerkt moet worden dat, hoewel de opwarmingstijd van de motor wordt berekend voor seconden, aanzienlijk kortere emissies mogelijk zijn als de motor al verwarmd is. De dynamische respons van het vloeibare subsysteem van de tractie met een gewicht van 5 kg op het lineaire gedeelte toonde de pulstijd in het kort, dan in 100 ms, met een uitgezonden puls ongeveer 1 uur * p. In het bijzonder was de offset ongeveer +/- 6 mm met een frequentie van 3 Hz, met een beperking die is ingesteld door het systeemsnelheidsysteem.

Opties voor het bouwen van du

In FIG. 5 toont enkele van de mogelijke motorcircuits, hoewel natuurlijk niet alles. Alle vloeibare schema's zijn geschikt voor het gebruik van peroxide en elk kan ook worden gebruikt voor een motor met twee componenten. De bovenste rij vermeldt de regelingen die gewoonlijk op satellieten worden gebruikt met traditionele brandstofcomponenten. Het gemiddelde aantal geeft aan hoe u systemen op een gecomprimeerd gas voor oriëntatietaken kunt gebruiken. Complexere schema's die mogelijk een kleiner gewicht van de apparatuur bereiken, weergegeven in de onderste rij. De wanden van de tanks tonen schematisch verschillende niveaus van druk typisch voor elk systeem. We merken ook het verschil tussen de aanwijzingen voor de EDD en DU werken aan gecomprimeerd gas.

Traditionele schema's

Optie A werd gebruikt op enkele van de kleinste satellieten vanwege de eenvoud, en ook omdat systemen over gecomprimeerd gas (kleppen met nozzles) heel gemakkelijk en klein kunnen zijn. Deze optie werd ook gebruikt op groot ruimtevaartuig, bijvoorbeeld een stikstofsysteem voor het handhaven van de oriëntatie van het Skylab-station in de jaren zeventig.

Uitvoeringsvorm B is het eenvoudigste vloeibare schema en werd herhaaldelijk getest tijdens vluchten met hydrazine als brandstof. Gassteunen in de tank duurt meestal een kwart van een tank tijdens het begin. Gas breidt geleidelijk uit tijdens de vlucht, dus ze zeggen dat de druk "eruit blaast". De drukval vermindert echter zowel hunkeren als UI. De maximale vloeistofdruk in de tank vindt plaats tijdens de lancering, die om veiligheidsredenen de massa van de tanks verhoogt. Een recent voorbeeld is de inrichting van Lunar-prospector, die ongeveer 130 kg hydrazine en 25 kg gewicht van de DU had.

De variant C wordt op grote schaal gebruikt met traditionele giftige single-component en twee-componentenbrandstoffen. Voor de kleinste satellieten is het noodzakelijk om DU aan gecomprimeerd gas toe te voegen om de oriëntatie te handhaven, zoals hierboven beschreven. Bijvoorbeeld, de toevoeging van DU op een gecomprimeerd gas aan de variant C leidt tot optie D. Motorystemen van dit type, werken aan stikstof en geconcentreerd peroxide, werden gebouwd in het Laurenov-laboratorium (LLNL), zodat u veilig de oriëntatie kunt ervaren Systemen van microsteps-prototypes die werken op niet-brandstoffen.

Oriëntatie onderhouden met hete gassen

Voor de kleinste satellieten om de levering van gecomprimeerd gas en tanks te verminderen, is het logisch om een \u200b\u200bsysteem van oriëntatiesysteem op hete gassen te maken. Op het niveau van de stuwkracht minder dan 1 pond geweld [ongeveer 4,5, zijn de bestaande systemen op gecomprimeerd gas lichter dan één component EDD, een orde van grootte (figuur 1). Het beheersen van de gasstroom, kleinere pulsen kunnen worden verkregen dan het besturen van de vloeistof. Om echter samengedrukt inert gas aan boord ineffectively vanwege het grote volume en de massa van tanks onder druk. Om deze redenen zou ik graag gas willen genereren om de oriëntatie van de vloeistof te behouden terwijl de satellietmaten afnemen. In de ruimte is deze optie nog niet gebruikt, maar in de laboratoriumversie werd e getest met hydrazine, zoals hierboven vermeld (3). Het niveau van miniaturisatie van de componenten was zeer indrukwekkend.

Om de massa van de apparatuur verder te verminderen en het opslagsysteem te vereenvoudigen, is het wenselijk om in het algemeen gasopslagcapaciteiten te vermijden. Optie F is mogelijk interessant voor miniatuursystemen op peroxide. Als voorafgaand aan het begin van het werk, is een langetermijnopslag van brandstof in de baan vereist, kan het systeem beginnen zonder initiële druk. Afhankelijk van de vrije ruimte in de tanks, kan het formaat van de tanks en hun materiaal, het systeem worden berekend voor het pompen van druk op een vooraf bepaald moment tijdens de vlucht.

In versie D zijn er twee onafhankelijke brandstofbronnen, om de oriëntatie te manoeuvreren en te handhaven, waardoor het afzonderlijk rekening houdt met de stroomsnelheid voor elk van deze functies. E en F-systemen die heet gas produceren om de brandstoforiëntatie te handhaven die wordt gebruikt voor manoeuvreren hebben meer flexibiliteit. Bijvoorbeeld, ongebruikt bij het manoeuvreren van brandstof kan worden gebruikt om de levensduur van de satelliet te verlengen, die zijn oriëntatie moet behouden.

Ideeën Samonaduva

Alleen complexere opties in de laatste rij. 5 kan doen zonder een gasopslagtank en bieden tegelijkertijd constante druk als brandstofverbruik. Ze kunnen worden gelanceerd zonder de initiële pomp of lage druk, die de massa van de tanks vermindert. De afwezigheid van gecomprimeerde gassen en drukvloeistoffen vermindert de gevaren aan het begin. Dit kan leiden tot belangrijke verminderingen in waarde voor zover de standaard gekochte apparatuur wordt beschouwd als veilig voor het werken met lage druk en niet te giftige componenten. Alle motoren in deze systemen gebruiken een enkele tank met brandstof, wat zorgt voor maximale flexibiliteit.

Varianten G en H kunnen vloeibare systemen van "hete gas onder druk", of "blow-up", evenals "gas van vloeibare" of "zelfstam" worden genoemd. Voor gecontroleerd toezicht op de tank is de verbruikte brandstof vereist om de druk te vergroten.

Uitvoeringsvorm G gebruikt een tank met een membraan afgebogen door druk, dus eerst de vloeistofdruk boven de gasdruk. Dit kan worden bereikt met behulp van een differentiële klep of een elastisch diafragma dat gas en vloeistof deelt. Acceleratie kan ook worden gebruikt, d.w.z. Zwaartekracht in aardetoepassingen of centrifugaalkracht in een roterend ruimtevaartuig. Optie H werkt met elke tank. Een speciale pomp voor het handhaven van druk biedt circulatie via een gasgenerator en terug naar een vrij volume in de tank.

In beide gevallen voorkomt de vloeibare controller het uiterlijk van feedback en het optreden van willekeurig grotere drukken. Voor de normale werking van het systeem wordt een extra klep achtereenvolgens opgenomen met de toezichthouder. In de toekomst kan het worden gebruikt om de druk in het systeem te regelen binnen de druk van de regulator die wordt geïnstalleerd. Manoeuvres op de verandering van baan zal bijvoorbeeld onder volledige druk worden gemaakt. De verlaagde druk zal mogelijk maken om een \u200b\u200bnauwkeuriger onderhoud van de oriëntatie van 3 assen te bereiken, terwijl de brandstof onderhoudt om de levensduur van het apparaat uit te breiden (zie bijlage).

In de loop der jaren werden experimenten met pompen van verschilgebied uitgevoerd, zowel in pompen als in tanks, en er zijn veel documenten die dergelijke structuren beschrijven. In 1932 bouwden Robert H. Goddard en anderen een pomp aangedreven door een machine om vloeibare en gasvormige stikstof te besturen. Verschillende pogingen zijn gemaakt tussen 1950 en 1970, waarin de opties G en H werden overwogen voor atmosferische vluchten. Deze pogingen om het volume te verminderen, werden uitgevoerd om de weerstand van de voorruit te verminderen. Deze werken werden vervolgens beëindigd met de wijdverbreide ontwikkeling van massieve brandstofraketten. Werken aan zelfvoldoende systemen en differentiële kleppen werden relatief recent uitgevoerd, met enkele innovaties voor specifieke toepassingen.

Vloeibare brandstofopslagsystemen met zelfadvertenties werden niet als serieus beschouwd voor vluchten op lange termijn. Er zijn verschillende technische redenen waarom om een \u200b\u200bsuccesvol systeem te ontwikkelen, het nodig is om goed voorspelbare eigenschappen van de stuwkracht te garanderen tijdens de hele levensduur van de Du. Een katalysator in een gasvoedingsgas kan bijvoorbeeld brandstof in de tank ontleden. Het vereist de scheiding van tanks, zoals in de versie G, om prestaties te bereiken tijdens vluchten die een lange periode van rust vereisen na de eerste manoeuvreren.

De werkcyclus van de stuwkracht is ook belangrijk van thermische overwegingen. In FIG. 5G en 5H De warmte die vrijkomt tijdens de reactie in de gasgenerator is verloren in de omliggende delen in het proces van lange vlucht met zeldzame insluitsels van de DU. Dit komt overeen met het gebruik van zachte afdichtingen voor hete gassystemen. High-temperatuur metalen afdichtingen hebben een grotere lekkage, maar ze zullen alleen nodig zijn als de werkcyclus intens is. Vragen over de dikte van thermische isolatie en warmtecapaciteit van de componenten moeten worden overwogen, goed voor de beoogde aard van het werk van de DU tijdens de vlucht.

Motoren pompen

In FIG. 5J pomp levert brandstof van lage druktank in hogedrukmotor. Deze aanpak geeft maximale manoeuvreerheid en is standaard voor stadia van launchiers van de vervoerder. Zowel de snelheid van het apparaat als de versnelling ervan kunnen groot zijn, aangezien noch de motor noch de brandstoftank bijzonder zwaar is. De pomp moet worden ontworpen voor een zeer hoge energie-verhouding tot de mis om de aanvraag te rechtvaardigen.

Hoewel Fig. 5J is enigszins vereenvoudigd, het is hier opgenomen om aan te tonen dat dit een geheel andere optie is dan H. In het laatste geval wordt de pomp gebruikt als een hulpmechanisme en verschillen de pompvereisten van de motorpomp.

Het werk gaat door, inclusief het testen van raketmotoren die in geconcentreerde peroxide werken en pompende eenheden gebruiken. Het is mogelijk dat gemakkelijk herhaalde goedkope tests van motoren met behulp van niet-toxische brandstof, waardoor zelfs eenvoudiger en betrouwbare schema's kunnen worden bereikt dan eerder bereikt bij het gebruik van pompende hydrazine-ontwikkelingen.

Prototype zelfklevende systeemtank

Hoewel het werk doorgaat met de implementatie van de schema's H en J in FIG. 5, de gemakkelijkste optie is G, en hij werd eerst getest. De benodigde apparatuur is enigszins anders, maar de ontwikkeling van vergelijkbare technologieën verhoogt onderling het ontwikkelingseffect. De temperatuur- en levensduur van fluorelastomeerafdichtingen, fluorbevattende smeermiddelen en aluminiumlegeringen heeft bijvoorbeeld rechtstreeks gerelateerd aan alle drie conceptconcepten.

Fig. 6 toont goedkope testapparatuur die gebruik maakt van een differentiële kleppomp gemaakt van een segment van een aluminiumpijp met een diameter van 3 inch [ongeveer 75 mm met een wanddikte van 0,065 inch [ongeveer 1,7 mm], geperst aan de uiteinden tussen afdichtingsringen. Lassen Hier ontbreekt, wat het systeemcontrole vereenvoudigt na het testen, de systeemconfiguratie wijzigen en ook de kosten vermindert.

Dit systeem met zelf-adequaat geconcentreerd peroxide werd getest met behulp van magneetventielen die in verkoop en goedkope tools zijn verkrijgbaar, zoals in de ontwikkeling van de motor. Een exemplarisch systeemdiagram wordt getoond in FIG. 7. Naast het thermokoppel ondergedompeld in gas, gemeten de temperatuur ook op de tank en de gasgenerator.

De tank is zo ontworpen dat de druk van de vloeistof erin een beetje hoger is dan de druk van het gas (???). Talrijke starts werden uitgevoerd met behulp van de initiële luchtdruk van 30 psig [ongeveer 200 kPa]. Wanneer de regelklep opent, levert de stroom door de gasgenerator stoom en zuurstof in het drukwerkkanaal in de tank. De eerste volgorde van positieve feedback van het systeem leidt tot exponentiële drukgroei totdat de vloeistofcontroller is gesloten wanneer 300 PSI is bereikt [ongeveer 2 MPa].

Invoergevoeligheid is ongeldig voor gasdrukregelaars, die momenteel worden gebruikt op satellieten (Fig. 5A en C). In het vloeistofsysteem met zelfbewaking blijft de ingangsdruk van de regulator in het smalle bereik. Het is dus mogelijk om veel moeilijkheden inherent te vermijden aan conventionele regulatoren die in de lucht- en ruimtevaartindustrie worden gebruikt. Een regulator met een gewicht van 60 gram heeft slechts 4 bewegende delen, het tellen van veren, afdichtingen en schroeven niet. De regelaar heeft een flexibele afdichting om te sluiten wanneer de druk wordt overschreden. Dit eenvoudige axisymmetrische diagram is voldoende vanwege het feit dat het niet nodig is om de druk op bepaalde limieten bij de ingang van de toezichthouder te handhaven.

De gasgenerator wordt ook vereenvoudigd dankzij de lage vereisten voor het systeem als geheel. Wanneer het drukverschil in 10 PSI, is de brandstofstroom voldoende klein, waardoor het gebruik van de eenvoudigste injectorenschema's mogelijk is. Bovendien leidt de afwezigheid van een veiligheidsklep bij de inlaat in de gasgenerator alleen tot kleine trillingen van ongeveer 1 Hz in de ontbindingsreactie. Dienovereenkomstig start een relatief kleine omgekeerde stroom gedurende het begin van het systeem de regelaar niet hoger dan 100F.

Initiële tests hebben de regulator niet gebruikt; In dit geval werd aangetoond dat de druk in het systeem kan worden gehandhaafd door enige in de grenzen van de compactor die wordt toegestaan \u200b\u200bdoor wrijving aan de veilige drukbegrenzer in het systeem. Een dergelijke flexibiliteit van het systeem kan worden gebruikt om het vereiste oriëntatiesysteem voor de meeste van de levensduur van de satellietservices te verkleinen, om de hierboven gespecificeerde redenen.

Een van de opmerkingen die later lijken te zijn, was dat de tank sterker wordt verwarmd als lage-frequentiedrukschommelingen in het systeem tijdens de regeling voorkomen zonder de regelaar te gebruiken. Veiligheidsventiel bij de ingang van de tank, waar gecomprimeerd gas wordt geleverd, kan de extra warmtestroom voorkomen als gevolg van drukschommelingen. Deze klep zou ook geen bakoe geven om de druk op te halen, maar het is niet noodzakelijkerwijs belangrijk.

Hoewel de aluminium onderdelen worden gesmolten bij een ontbindingstemperatuur van 85% peroxide, is de temperatuur enigszins enigszins als gevolg van het verlies van warmte en de intermitterende gasstroom. De tank die op de foto wordt getoond, had een temperatuur merkbaar onder 200F tijdens het testen met drukonderhoud. Tegelijkertijd heeft de gastemperatuur op de uitlaat 400F overschreden tijdens een nogal energetische schakeling van een warme gasklep.

De gastemperatuur bij de uitvoer is belangrijk omdat het laat zien dat water in een toestand van oververhitte stoom in het systeem blijft. Het bereik van 400F tot 600F ziet er perfect uit, omdat dit koud genoeg is voor goedkope lichtapparatuur (aluminium en zachte afdichtingen) en warmte genoeg om een \u200b\u200baanzienlijk deel van de brandstofergie te verkrijgen die wordt gebruikt om de oriëntatie van het apparaat te ondersteunen met behulp van gasjets. Tijdens perioden van werk onder verlaagde druk is een bijkomend voordeel dat de minimumtemperatuur. Vereist om vochtcondensatie te voorkomen, neemt ook af.

Om zo lang mogelijk in de toelaatbare temperatuurlimieten te werken, moeten dergelijke parameters zoals de dikte van de thermische isolatie en de algehele warmtecapaciteit van het ontwerp worden aangepast voor een specifiek tractieprofiel. Zoals verwacht, na het testen in de tank, werd het gecondenseerde water ontdekt, maar deze ongebruikte massa is een klein deel van de totale brandstofmassa. Zelfs als al het water uit de gasstroom wordt gebruikt voor de oriëntatie van de inrichting gecondenseerd, zal elke gelijk aan 40% van de massa van de brandstof gasvormig zijn (voor 85% peroxide). Zelfs deze optie is beter dan het gebruik van gecomprimeerde stikstof, omdat water gemakkelijker is dan de dierbare moderne stikstoftank.

Testapparatuur getoond in FIG. 6, uiteraard, verre van het geneuzen van een volledig tractiesysteem. Vloeibare motoren van een ongeveer hetzelfde type zoals beschreven in dit artikel kunnen bijvoorbeeld zijn verbonden met de uitgangstankconnector, zoals getoond in FIG. 5g.

Plannen voor het toezicht op de pomp

Om het concept getoond in FIG. 5H, er is een ontwikkeling van een betrouwbare pomp die op gas werkt. In tegenstelling tot tank met aanpassing per drukverschil, moet de pomp tijdens gebruik vele malen worden gevuld. Dit betekent dat vloeibare veiligheidskleppen vereist zijn, evenals automatische gaskleppen voor gasemissies aan het einde van de werkslag en de drukverhoging is weer.

Het is gepland om een \u200b\u200bpaar pompkamers te gebruiken die afwisselend werken, in plaats van de minimaal noodzakelijke enkele camera. Dit zorgt voor de permanente taak van het subsysteem van de oriëntatie op warm gas op constante druk. De taak is om de tank op te halen om de massa van het systeem te verminderen. De pomp werkt op de gasonderdelen van de gasgenerator.

Discussie

Het ontbreken van geschikte opties voor kleine satellieten is geen nieuws en er zijn verschillende opties (20) om dit probleem op te lossen. Een beter begrip van de problemen die samenhangen met de ontwikkeling van DU, onder de klanten van de systemen, zal helpen dit probleem beter op te lossen, en het beste begrip van de problemen van de satellieten is NAPLY voor motorontwikkelaars.

Dit artikel behandelde de mogelijkheid om waterstofperoxide te gebruiken met behulp van low-cost-materialen en technieken die van toepassing zijn in kleine schalen. De verkregen resultaten kunnen ook worden toegepast op het Hydrazine van DU op een enkelcomponent hydrazine, evenals in gevallen waarin het peroxide kan dienen als een oxidatiemiddel in de niet-gerichte tweecomponenten combinaties. De laatste optie omvat zelf-vlamloze alcoholbrandstoffen, beschreven in (6), evenals vloeibare en vaste koolwaterstoffen, die ontvlambaar zijn wanneer contact met warme zuurstof, resulterend in ontleding van geconcentreerd peroxide.

Relatief eenvoudige technologie met peroxide, beschreven in dit artikel, kan direct worden gebruikt in experimentele ruimtevaartuigen en andere kleine satellieten. Slechts één generatie met de achterkant van de aarde in de buurt van de aarde en zelfs diepe ruimte werden bestudeerd met behulp van daadwerkelijk nieuwe en experimentele technologieën. Het Lunar Sirewiper-aanplantingssysteem bevatte bijvoorbeeld talloze zachte afdichtingen, die vandaag onaanvaardbaar kunnen worden beschouwd, maar waren behoorlijk voldoende voor de taken. Momenteel zijn veel wetenschappelijke gereedschappen en elektronica zeer geminiatureerd, maar de technologie van de DU voldoet niet aan de verzoeken van kleine satellieten of kleine maanlanding.

Het idee is dat aangepaste uitrusting kan worden ontworpen voor specifieke toepassingen. Dit is natuurlijk in tegenspraak met het idee van 'erfenis'-technologieën, die meestal de overhand hebben bij het selecteren van satelliet-subsystemen. De basis voor deze conclusie is de veronderstelling dat de details van de processen niet goed bestudeerd zijn om volledig nieuwe systemen te ontwikkelen en te lanceren. Dit artikel is veroorzaakt door het advies dat de mogelijkheid van frequente goedkope experimenten mogelijk zal maken om de nodige kennis te geven aan de ontwerpers van kleine satellieten. Samen met het begrip van zowel de behoeften van satellieten en de mogelijkheden van de technole, komt de potentiële reductie van onnodige vereisten voor het systeem.

Bedankt

Veel mensen hebben geholpen bij het vertrekken van de auteur met rakettechnologie op basis van waterstofperoxide. Onder hen Fred Oldridge, Kevin Boliner, Mitchell Clapp, Tony Ferion, George Garboden, Ron Humble, Jordin Kare, Andrew Kyubika, Tim Lawrence, Martin Minor, Malcolm Paul, Jeff Robinson, John Rozech, Jerry Sanders, Jerry Sellers en Mark Ventura.

De studie maakte deel uit van het Clementine-2-programma en Microsatellite-technologieën in het laboratorium van Laureren, met de steun van het Amerikaanse Luchtmacht Onderzoekslaboratorium. Dit werk gebruikte de Amerikaanse overheidsfondsen en werd gehouden aan het nationale laboratorium van de Louuren in Liverter, de Universiteit van Californië als onderdeel van het Contract van de W-7405-NG-48 met het Amerikaanse ministerie van energie.