Chimie pirotehnică: Introducere în tehnologia Rocket - Fedov V.I. Instalații de motor la peroxid de hidrogen pentru sateliții mici Nazistri Patrimoniu în Anglia ...
ÎN 1818 Chimist francez L. J. Tenar. a deschis "apa oxidată". Mai târziu, această substanță a primit un nume apă oxigenată. Densitatea sa este 1464,9 kg / metru cubic. Deci, substanța rezultată are o formulă H 2 O 2, endotermic, rotiți oxigenul în formă activă cu eliberare ridicată la căldură: H202\u003e H20 + 0,5 O 2 + 23,45 KCAL.
Chimiștii știau de asemenea despre proprietate apă oxigenată ca oxidare: soluții H 2 O 2 (denumită în continuare " peroxid") a aprins substanțe inflamabile, astfel încât acestea să nu reușească întotdeauna. Prin urmare, aplicați peroxid în viata reala ca substanță energetică și încă nu necesită un oxidant suplimentar, un inginer a venit în minte Helmut Walter. din oras Chilă. Și în special pe submarine, unde trebuie luată în considerare fiecare gram de oxigen, mai ales că a mers 1933.Iar cotul fascist a luat toate măsurile pentru a se pregăti pentru război. Lucrați imediat cu peroxid au fost clasificate. H 2 O 2 - Produsul este instabil. Walter a găsit produse (catalizatori) care au contribuit cu o descompunere și mai rapidă Peroxy.. Reacția de scindare a oxigenului ( H 2 O 2 = H 2 O. + O 2.) Am ajuns imediat la sfârșit. Cu toate acestea, a fost nevoie să "scapi" de la oxigen. De ce? Faptul este că peroxid Cea mai bogată conexiune la O 2. Aproape 95% Din greutatea substanței. Și din moment ce oxigenul atomic este distins inițial, atunci să nu-l folosească ca o oxidant activ a fost pur și simplu inconvenient.
Apoi, în turbină, unde a fost aplicată peroxid, combustibil organic, precum și apa, deoarece căldura a subliniat destul de mult. Acest lucru a contribuit la creșterea puterii motorului.
ÎN 1937 Anul a trecut testele de succes ale instalațiilor cu turbină și în 1942. Primul submarin a fost construit F-80.care a fost dezvoltată sub viteza apei 28.1 Noduri (52.04 km / oră). Comandamentul german a decis să construiască 24 submarin care a trebuit să aibă două centrale electrice Puterea fiecăruia 5000 hp.. Ei consumau 80% soluţie Peroxy.. În Germania, pregătirea capacității de eliberare 90.000 de tone de peroxid în anul. Cu toate acestea, un sfârșit inglorat a venit pentru "Reichul Millennial" ...
Trebuie remarcat faptul că în Germania peroxid a început să aplice în diferite modificări ale aeronavelor, precum și pe rachete Fow-1. și Fow-2.. Știm că toate aceste lucrări nu au putut schimba cursul evenimentelor ...
În Uniunea Sovietică lucrează cu peroxid De asemenea, am efectuat în interesul flotei subacvatice. ÎN 1947 Anul un membru valabil al Academiei de Științe URSS B. S. STECHINKIN.care au sfătuit specialiști în motoarele reactive lichide, care apoi numite Zhdiști, la Institutul Academiei de Științe Artilerie, au dat sarcina viitorului academician (și apoi un inginer) Varșovia I. L. Face motorul pe Peroxy.propus de academician E. A. Chudakov.. Pentru a face acest lucru, serial motoare diesel Submarine ca " Ştiucă"Și practic" binecuvântare "la locul de muncă sa dat sine Stalin.. Acest lucru a făcut posibilă forțarea dezvoltării și a obține un volum suplimentar la bordul barcii, unde ați putea pune torpile și alte arme.
Funcționează S. peroxid Au fost efectuate academicii Stacky., Chudakov. Și Varșovia într-un timp foarte scurt. Inainte de 1953 ani, conform informațiilor disponibile, a fost echipat 11 submarin. Spre deosebire de lucrări cu peroxidCeea ce a fost realizat de SUA și Anglia, submarinele noastre nu au lăsat nici o urmă în spatele lor, în timp ce turbina cu gaz (SUA și Anglia) au avut o buclă de demasking cu bule. Dar punctul în introducerea internă peroxy. și utilizarea sa pentru submarin Khrushchev.: Țara sa mutat la locul de muncă cu submarine nucleare. Și cel mai apropiat puternic H 2.- tăiat pe resturi metalice.
Cu toate acestea, ceea ce avem în "reziduul uscat" cu peroxid? Se pare că trebuie să fie consecventă undeva, iar apoi rezervoarele de alimentare cu combustibil (tancurile) mașinilor. Nu este întotdeauna convenabil. Prin urmare, ar fi mai bine să o primiți direct la bordul mașinii și chiar mai bine înainte de injectare în cilindru sau înainte de a servi pe turbină. În acest caz, ar fi garantat securitate completă Toate lucrările. Dar ce fel de fluide sursă este nevoie pentru ao obține? Dacă luați niște acid și peroxid, Să spunem Bariu ( Va 2.) Acest proces devine foarte incomod pentru utilizarea direct la bordul aceluiași "Mercedes"! Prin urmare, acordați atenție apa simplă - H 2 O.Fotografiile! Se pare că este pentru obținerea Peroxy. Puteți să o utilizați în siguranță în siguranță! Și trebuie doar să umpleți tancurile cu apă obișnuită și puteți merge pe drum.
Singura rezervare este: În acest proces, oxigenul atomic se formează din nou (amintiți-vă reacția cu care sa ciocnit Walter.), Dar aici este rezonabil pentru el cu el, așa cum sa dovedit. La utilizarea corectă, este necesară o emulsie de apă-combustibil, ca parte a cărei parte este suficientă pentru a avea cel puțin 5-10% Unele combustibil de hidrocarburi. Același ulei de combustibil se poate aborda, dar chiar și atunci când se utilizează, fracțiunile de hidrocarburi vor oferi flegmatizarea oxigenului, adică vor intra în reacție cu el și vor da un impuls suplimentar, excluzând posibilitatea unei explozii necontrolate.
Pentru toate calculele, cavitația vine în dreapta proprie, formarea bulelor active care pot distruge structura moleculei de apă, pentru a evidenția gruparea hidroxilului ESTE EL și să se conecteze la același grup pentru a obține molecula dorită Peroxy. H 2 O 2.
Această abordare este foarte benefică în orice punct de vedere, pentru că permite excluderea procesului de fabricație. Peroxy. În afara obiectului de utilizare (adică face posibilă crearea acestuia direct în motor combustie interna). Este foarte profitabil, deoarece elimină etapele de realimentare și depozitare individuală H 2 O 2. Se pare că numai la momentul injectării este formarea compusului de care avem nevoie și, ocolind procesul de stocare, peroxid Intră în muncă. Și în ghivecele aceleiași mașini poate exista o emulsie cu combustibil cu apă cu un procent slab de combustibil de hidrocarburi! Aici frumusețea ar fi! Și nu ar fi absolut ciudat dacă un litru de combustibil a avut un preț chiar și în 5 Dolari americani. În viitor, puteți merge la tipul de combustibil solid de cărbune de piatră, iar benzina este sintetizată calm. Cărbunele este încă suficient timp de câteva sute de ani! Numai Yakutia On adâncimea superficială Stochează miliarde de tone de această fosilă. Aceasta este o regiune uriașă limitată la fundul firului Bam, granița nordică din care se află departe de râurile Aldan și mai ...
dar Peroxy. Conform schemei descrise, acesta poate fi preparat din orice hidrocarburi. Cred că cuvântul principal în această chestiune rămâne pentru oamenii de știință și inginerii noștri.
Utilizare: în motoarele cu combustie internă, în special în metoda de asigurare a combustiei îmbunătățite a combustibililor cu participarea compușilor de hidrocarburi. REZUMATUL INVENȚIEI: Metoda prevede introducerea în compoziția de 10-80 vol. % peroxid sau conexiuni PECOX. Compoziția este introdusă separat de combustibil. 1 z.p. F-Lies, 2 fila.
Invenția se referă la o metodă și o compoziție lichidă pentru inițierea și optimizarea arderii compușilor de hidrocarburi și reducerea concentrației de compuși nocivi în gazele de eșapament și emisiile, în care o compoziție lichidă care conține peroxid sau peroxo-compus este alimentată în aerul de combustie sau în aer combustibil și amestec de aer. Cerințe preliminare pentru crearea invenției. ÎN anul trecut Mai multă atenție este acordată poluării mediului și a deșeurilor mari de energie, în special datorită morții dramatice a pădurilor. Cu toate acestea, gazele de eșapament au fost întotdeauna problema centrelor populate. În ciuda îmbunătățirii permanente a motoarelor și a echipamentelor de încălzire cu emisii mai mici sau gaze de eșapament, numărul tot mai mare de mașini și instalațiile de incinerare a condus la o creștere totală a cantității gaze de esapament. Cauza primară a contaminării gazelor de eșapament și a cheltuieli mari Energia este o combustie incompletă. Schema procesului de combustie, eficiența sistemului de aprindere, calitatea combustibilului și a amestecului de combustibil determină eficiența de combustie și conținutul compușilor desfaceți și periculoși în gaze. Pentru a reduce concentrația acestor compuși, utilizați diverse metode , de exemplu, reciclarea și catalizatorii bine cunoscuți care duc la gaze de eșapament în afara zonei de ardere de bază. Arderea este reacția compusului cu oxigen (O2) sub acțiunea căldurii. Astfel de compuși, cum ar fi carbonul (C), hidrogenul (H2), hidrocarburile și sulful (S) generează suficientă căldură pentru a-și menține combustia și, de exemplu, azotul (N2) necesită alimentarea cu căldură pentru oxidare. La temperaturi ridicate, 1200-2500 o cu oxigen suficient, se obține o combustie completă, în care fiecare compus leagă cantitatea maximă de oxigen. Produsele finale sunt CO 2 (dioxid de carbon), H20 (apă), S02 și SO3 (oxizi de sulf) și uneori NO și NO2 (Oxizi de azot, NO X). Sulful și oxizii de azot sunt responsabili pentru acidifierea mediului, este periculoasă să inhaleze și mai ales ultima (nox) absorb energia de combustie. Se poate obține, de asemenea, prin flăcări reci, cum ar fi flacăra lumânare a flăcării albastre, în care temperatura este de numai 400 o C. Oxidarea aici nu este completă și produsele finale pot fi H202 (peroxid de hidrogen), CO (monoxid de carbon ) și, eventual, cu (funingine). Cei doi cei doi compuși indicați, ca nu, sunt dăunători și pot da energie cu combustie deplină. Benzina este un amestec de hidrocarburi de țiței cu temperaturi de fierbere în intervalul 40-200 o C. Acesta conține aproximativ 2.000 de hidrocarburi diferite cu 4-9 atomi de carbon. Procesul detaliat de ardere este foarte complicat pentru compușii simpli. Moleculele de combustibil se descompun în fragmente mai mici, dintre care majoritatea sunt așa-numitele radicalii liberi, adică. Molecule instabile care reacționează rapid, de exemplu, cu oxigen. Cei mai importanți radicali sunt oxigenul atomic O, hidrogenul atomic H și radicalul hidroxil. Acesta din urmă este deosebit de important pentru descompunerea și oxidarea combustibilului atât în \u200b\u200bdetrimentul adăugării directe, cât și al scindarea hidrogenului, ca rezultat al căruia se formează apa. La începutul inițierii arderii, apa intră în reacția H2O + M ___ H + CH + M unde M este o altă moleculă, de exemplu azot sau peretele sau suprafața electrodului scântei, care se confruntă cu apa moleculă. Deoarece apa este o moleculă foarte stabilă, aceasta necesită o temperatură foarte mare pentru descompunerea sa. Cea mai bună alternativă este adăugarea de peroxid de hidrogen, care este descompusă în mod similar H202 + m ___ 2OH + M. Această reacție se realizează mult mai ușor și la o temperatură mai scăzută, în special pe suprafața în care aprinderea amestecului de combustibil și aer mai ușor și mai controlat. Efectul pozitiv suplimentar al reacției de suprafață este acela că peroxidul de hidrogen reacționează cu ușurință cu funingine și rășină pe pereți și bujia pentru a forma dioxid de carbon (CO 2), ceea ce duce la curățarea suprafeței electrodului și cel mai bun aprindere. Apa și peroxidul de hidrogen Reduceți puternic conținutul de CO în gazele de eșapament din următoarea schemă 1) CO + O 2 ___ CO 2 + O: inițiere 2) O: + H20 ___ 2OH ramificație 3) OH + CO ___ CO 2 + Înălțimea H 4) H + O 2 ___ OH + O; Ramificarea din reacție 2) arată că apa joacă rolul catalizatorului și apoi format din nou. Deoarece peroxidul de hidrogen duce la multe de mii de ori mai mare conținut de radicali decât apa, apoi stadiul 3) este accelerat semnificativ, ceea ce duce la îndepărtarea majorității CO. Ca urmare, energia suplimentară este scutită, ajutând la menținerea arsurilor. No și nr. 2 sunt compuși extrem de toxici și este de aproximativ 4 ori mai toxic decât CO. În otrăvirea acută, țesătura pulmonară este deteriorată. Nu este un produs de ardere nedorit. În prezența apei, nu este oxidată la NNO 3 și în această formă provoacă aproximativ jumătate din acidificare, iar cealaltă jumătate se datorează H2S04. În plus, nu poate descompune ozonul în straturile superioare ale atmosferei. Majoritatea No este format ca rezultat al reacției de oxigen cu azot de aer la temperaturi mari Și, prin urmare, nu depinde de compoziția combustibilului. Cantitatea de X X depinde de durata menținerii condițiilor de combustie. Dacă scăderea temperaturii este efectuată foarte lent, aceasta conduce la echilibru la temperaturi moderate ridicate și la o concentrație relativ scăzută a nr. Următoarele metode pot fi utilizate pentru a obține un conținut scăzut. 1. Arderea cu două etape a amestecului îmbogățit cu combustibil. 2. Temperatura de incinerare scăzută datorită: a) mai mare aer excedent,
b) răcire severă
c) arderea gazului de reciclare. De câte ori se observă într-o analiză chimică a flacării, concentrația de nu în flacără este mai mare decât după aceasta. Acesta este procesul de descompunere a O. Posibilă reacție:
SH 3 + NU ___ ... H + H 2 O
Astfel, formarea N2 este menținută de condiții care dau o concentrație ridicată de CH3 în flăcări îmbogățite cu combustibilul fierbinte. Ca spectacole practice, combustibilii care conțin azot, de exemplu sub formă de compuși heterociclici cum ar fi piridina, dau un număr mai mare de nr. Conținut n B. diferiți combustibili (Aproximativ),%: ulei de trecere 0.65 Asfalt 2.30 Benzină greu 1.40 Benzină ușoară 0,07 Cărbune 1-2
În SE-B-429.201, este descrisă o compoziție lichidă care conține 1-10% în volum de peroxid de hidrogen, iar restul este apă, alcool alifatic, lubrifiant Și este posibil inhibitor al coroziunii, unde compoziția lichidă specificată este alimentată în aerul de ardere sau în amestecul de combustibil și aer. Cu un astfel de conținut scăzut de peroxid de hidrogen, cantitatea rezultată de radicali α nu este suficientă pentru o reacție cu combustibil și cu CO. Cu excepția compozițiilor care duc la auto-arderea combustibilului, efectul pozitiv realizat aici este mic în comparație cu adăugarea unei apa. B DE-A-2.362.082 descrie adăugarea unui agent de oxidare, de exemplu, peroxid de hidrogen, în timpul arderii, peroxid de hidrogen este descompus pe apă și oxigen cu un catalizator înainte de a fi introdus în aerul de combustie. Scopul și cele mai importante caracteristici ale prezentei invenții. Scopul acestei invenții este de a îmbunătăți arderea și reducerea emisiilor de gaze de evacuare dăunătoare în procesele de combustie care implică compuși de hidrocarburi, datorită inițierii îmbunătățite a arderii și menține combustia optimă și completă în condiții atât de bune încât conținutul gazelor de evacuare dăunătoare este mult redus. Acest lucru se realizează prin faptul că o compoziție lichidă care conține peroxid sau de oameni-compus și apă este alimentată în aerul de ardere sau în amestecul de combustibil cu aer, unde compoziția lichidă conține 10-80% în greutate peroxid de greutate sau compus pe peloxid. La condiții alcaline, peroxidul de hidrogen este descompus pe radicali hidroxil și ioni de peroxid conform următoarei scheme:
H 2 O 2 + HO 2 ___ HO + O 2 + H20O
Radicalii hidroxil rezultați pot reacționa între ele, cu ioni de peroxid sau cu peroxid de hidrogen. Ca urmare a acestor reacții prezentate mai jos, se formează peroxid de hidrogen, oxigenul de gaz și radicalii hidroperici:
HO + HO ___ H 2 O 2
HO + O ___ 3 O 2 + OH -
HO + H202 ___ HO2 + H20 Se știe că radicalii de peroxid PCA este de 4,88 0,10 și aceasta înseamnă că toate hidroperoxialurile sunt disociate la ionii de peroxid. Ionii de peroxid pot reacționa, de asemenea, cu peroxidul de hidrogen, unul cu celălalt sau pot captura oxigenul singlet de formare. O + H202 ___ O 2 + HO + OH -
O + O 2 + H 2 O ___ I O 2 + HO - 2 + OH -
O + I O 2 ___ 3 O 2 + O + 22 KCAL. Astfel, se formează oxigenul, radicalii hidroxil, oxigenul de hidroxil, peroxid de hidrogen și oxigen triplat cu o energie KCAL. De asemenea, se confirmă faptul că ionii de metale grele prezente în timpul descompunerii catalitice a peroxidului de hidrogen, dau radicali de hidroxil și ioni de peroxid. Există informații despre constantele de viteză, de exemplu, următoarele date pentru alcani tipici de ulei. Denate constante ale interacțiunii de n-octan cu H, O și ea. K \u003d o reacție EXP / E / RT A / cm3 / mol: C / E / KJ / MOL / N-S 8H 18 + H 7,1: 10 14 35,3
+ O 1.8: 10 14 19.0
+ Este 2.0: 10 13 3.9
Din acest exemplu, vedem că atacul radicalilor se desfășoară mai repede și la o temperatură mai scăzută decât H și O. Constanța de viteză CO + + + H _ Co 2 are o dependență neobișnuită de temperatură datorită activării negative și a coeficientului de temperatură ridicată. Acesta poate fi scris după cum urmează: 4,4 x 10 6 x t 1.5 Exp / 3.1 / Rt. Rata de reacție va fi aproape constantă și egală cu aproximativ 10 11 cm3 / mol S la temperaturi sub 1000 o la, adică Până la temperatura camerei. Peste 1000 o la viteza de reacție crește de mai multe ori. În virtutea acestui fapt, reacția domină complet în conversia CO 2 când arde hidrocarburi. Din acest motiv, arderea timpurie și completă a CO îmbunătățește eficiența termică. Un exemplu care ilustrează antagonismul dintre O2 și este Reacția NH3-H202 -No, în cazul în care adăugarea de H202 conduce la o reducere de 90% în NO X într-un mediu fără oxigen. Dacă 2 este prezent, chiar și cu doar 2% cu X, declinul este redus foarte mult. În conformitate cu această invenție, H202 este utilizat pentru a genera, disocierea a aproximativ 500 o S. Valoarea lor este egală cu maximum 20 ms. Cu incinerarea normală a etanolului, 70% din combustibil este consumat pe reacția cu radicalii IT și 30% cu N-atomi. În această invenție, se află deja în stadiul inițierii de combustie, este format din radicali, incinerare datorită atacului de combustibil imediat. Atunci când se adaugă compoziția lichidă cu un conținut ridicat de peroxid de hidrogen (peste 10%), acesta are suficient radicali pentru oxidarea imediată a CO. Cu un conținut mai mic de peroxid de hidrogen, nu este suficient pentru interacțiunea cu combustibilul și CO. Compoziția lichidă este furnizată astfel încât să nu existe nicio reacție chimică în spațiul dintre recipientului cu lichidul și camera de combustie, adică Descompunerea peroxidului de hidrogen pe apă și oxigen gazos nu se desfășoară, iar lichidul neschimbat atinge zona de ardere sau pre-țintă, unde amestecul de fluid și combustibil este aprins în afara camerei principale de combustie. Cu o concentrație suficient de mare de peroxid de hidrogen (aproximativ 35%), pot apărea combustibilul autoprozitor și întreținerea arderii. Aprinderea amestecului de lichid cu combustibil poate curge prin auto-ardere sau contact cu o suprafață catalitică la care nu are nevoie de ceva de genul asta. Aprinderea poate fi efectuată prin energie termică, de exemplu, fuzionată căldura acumulată, flacăra deschisă etc. Amestecarea alcoolului alifatic cu peroxid de hidrogen poate iniția auto-arderea. Acest lucru este util în special în sistem cu o cameră preliminară, unde puteți preveni amestecarea peroxidului de hidrogen cu alcool până când se atinge pre-camera. Dacă furnizați fiecare supapă a injectorului cilindric pentru o compoziție lichidă, atunci o dozare lichidă este foarte precisă și adaptată pentru toate condițiile de service. Utilizarea unui dispozitiv controlat care reglează supapele injectorului și diferiți senzori conectați la un motor alimentat la un motor controlat al poziției arborelui motorului, vitezei și sarcinii motorului și, eventual, temperatura contactului poate fi realizată prin injectare serială și sincronizarea deschiderii și închiderea supapelor de injecție și lichidul de distribuire nu numai în funcție de sarcină și de puterea dorită, precum și cu viteza motorului și de temperatura aerului injectat, ceea ce duce la o mișcare bună în toate condițiile. Amestecul lichid înlocuiește o anumită măsură alimentarea cu aer într-o anumită măsură. Au fost efectuate un număr mare de teste pentru a identifica diferențele în efectul dintre amestecurile de apă și peroxidul de hidrogen (23 și, respectiv, 35%). Încărcăturile care sunt selectate corespund mișcării de-a lungul piesei de mare viteză și în orașe. Motorul a fost testat într-o frână de apă. Motorul a încălzit înainte de testare. Cu sarcină de mare viteză pe motor, eliberarea nr. X, CO și NS crește atunci când peroxidul de hidrogen este înlocuit cu apă. Conținutul NOS scade cu creșterea numărului de peroxid de hidrogen. Apa reduce, de asemenea, conținutul de NOS, cu toate acestea, cu această sarcină, este nevoie de 4 ori mai mare decât 23% din peroxid de hidrogen pentru aceeași reducere a conținutului nr. Cu sarcina de mișcare în oraș, 35% din peroxidul de hidrogen este furnizat mai întâi, în timp ce viteza și momentul motorului crește oarecum (20-30 reviste per min / 0,5-1 nm). Când se deplasează la 23%, peroxidul de hidrogen și viteza motorului sunt reduse în timp ce crește simultan conținutul nr. La depunerea apei curate, este dificil să se mențină rotația motorului. Conținutul NA crește brusc. Astfel, peroxidul de hidrogen îmbunătățește combustia, reducând în același timp conținutul nr. Testele efectuate în inspecția suedeză a motoarelor și a transportului pe modelele SAAB 900i și Voivo 760 cu amestecare și fără amestecare la combustibil 35% peroxid de hidrogen au dat următoarele rezultate pe alocarea CO, NA, NO și CO 2. Rezultatele sunt prezentate în% din valorile obținute utilizând peroxidul de hidrogen față de rezultatele fără utilizarea amestecului (Tabelul 1). La testarea pe Volvo 245 G14FK / 84, la ralanti, conținutul de CO a fost 4% și conținutul de Na 65 ppm fără pulsarea aerului (curățare gazele de la esapament). Atunci când sunt amestecate cu o soluție de peroxid de hidrogen 35%, conținutul CO a scăzut la 0,05%, iar conținutul NA - până la 10 ppm. Timpul de aprindere a fost egal cu 10 o și cifra de afaceri rachetă 950 rpm au fost egale în ambele cazuri. În studiile efectuate în Institutul de Cercetare Tehnologică Marină Norvegiană din Treddheim, descărcarea de gestiune a Adunării Naționale a Adunării Naționale a Adunării Naționale a Adunării Naționale a Adunării Naționale (tabel 2). Cele de mai sus este utilizarea numai de peroxid de hidrogen. Un efect similar poate fi, de asemenea, realizat cu alte peroxizi și conexiuni PECOX, atât anorganice, cât și organice. O compoziție lichidă, în plus față de peroxid și apă, poate conține, de asemenea, până la 70% alcool alifatic cu 1-8 atomi de carbon și ulei de până la 5% care conține inhibitor de coroziune. Cantitatea de compoziție lichidă amestecată în combustibil poate varia de la câteva zeci de procente de compoziție lichidă din cantitatea de combustibil la câteva sute%. Cantități mari sunt utilizate, de exemplu, pentru combustibilii atât de inflamați. Compoziția lichidă poate fi utilizată în motoarele cu combustie internă în alte procese de incinerare cu participarea hidrocarburilor, cum ar fi petrolul, cărbunele, biomasa etc., în cuptoarele de ardere pentru o combustie mai completă și reducerea conținutului compușilor nocivi în emisii.
Revendicare
1. o metodă de furnizare a arderii îmbunătățite cu participarea compușilor de hidrocarburi, în care o compoziție lichidă care conține peroxid sau compuși de peroxo și apă, caracterizată prin aceea, pentru a reduce conținutul compușilor nocivi în gazele cu emisii de gaze de eșapament Compuși nocivi, lichid Compoziția conține 10 - 60 vol. % peroxid sau peroxoție și se administrează direct și separat de combustibilul în camera de ardere fără o descompunere prealabilă a peroxidului sau a compusului de peroxo sau este injectată în preparativă, în cazul în care amestecul de combustibil și compoziția lichidă flăcăște din camera principală de combustie . 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că este administrat alcool alifatic, conținând 1 până la 8 atomi de carbon, în camera preliminară separat.
Peroxid de hidrogen H202 - Lichid incolor transparent, semnificativ mai vâscos decât apa, cu caracteristic, deși miros slab. Peroxidul de hidrogen anhidru este dificil de obținut și depozitat și este prea scump pentru utilizare ca combustibil de rachetă. În general, costul ridicat este unul dintre principalele dezavantaje ale peroxidului de hidrogen. Dar, în comparație cu alți agenți de oxidare, este mai convenabil și mai puțin periculos în circulație.
Propunerea de peroxid la descompunerea spontană este în mod tradițional exagerată. Deși am observat o scădere a concentrației de la 90% la 65% în doi ani de depozitare în sticle de polietilenă de litri la temperatura camerei, dar în volume mari și într-un recipient mai adecvat (de exemplu, într-un butoi de 200 litri de aluminiu suficient de pur ) Rata de descompunere de 90% Packsi ar fi mai mică de 0,1% pe an.
Densitatea peroxidului de hidrogen anhidru depășește 1450 kg / m3, care este semnificativ mai mare decât în \u200b\u200boxigenul lichid și puțin mai mică decât cea a oxidanților de acid azotic. Din păcate, impuritățile de apă reduc rapid acest lucru, astfel încât soluția de 90% are o densitate de 1380 kg / m 3 la temperatura camerei, dar este încă un indicator foarte bun.
Peroxidul din EDD poate fi, de asemenea, utilizat ca combustibil unitar și ca agent de oxidare - de exemplu, într-o pereche cu kerosen sau alcool. Nici kerosenul, nici alcoolul nu este propunerea de peroxid și pentru a asigura aprinderea în combustibil, este necesar să se adauge un catalizator pentru descompunerea peroxidului - atunci căldura eliberată este suficientă pentru aprindere. Pentru alcool, un catalizator adecvat este manganul acetat (II). Pentru kerosen, de asemenea, există aditivi adecvați, dar compoziția lor este păstrată secretă.
Utilizarea peroxidului ca combustibil unitar este limitată la caracteristicile sale de energie relativ scăzute. Astfel, impulsul specific realizat în vid pentru peroxid de 85% este de numai aproximativ 1300 ... 1500 m / s (pentru diferite grade de expansiune) și pentru 98% - aproximativ 1600 ... 1800 m / s. Cu toate acestea, peroxidul a fost aplicat mai întâi de americani pentru orientarea aparatului de coborâre a navei spațiale de mercur, apoi, cu același scop, designerii sovietici de pe Swior Soyk QC. În plus, peroxidul de hidrogen este utilizat ca combustibil auxiliar pentru unitatea TNA - pentru prima dată pe racheta V-2 și apoi pe "descendenții", până la P-7. Toate modificările "Sexok", inclusiv cele mai moderne, folosesc încă peroxidul de a conduce TNA.
Ca oxidant, peroxidul de hidrogen este eficient cu diverse combustibili. Deși oferă un impuls specific mai mic, mai degrabă decât oxigen lichid, dar atunci când se utilizează o peroxid de concentrație ridicată, valorile UI depășesc cele pentru oxidanții de acid azotic cu același inflamabil. Dintre toate rachetele de transport spațial, doar un peroxid folosit (asociat cu kerosen) - engleză "arrow negru". Parametrii motoarelor sale au fost modest - UI de măsurare a motorului, puțin depășit 2200 m / s la pământ și 2500 m / s în vid ", deoarece numai concentrația de 85% a fost utilizată în această rachetă. Acest lucru sa făcut datorită faptului că pentru a asigura peroxidul de auto-aprindere descompus pe un catalizator de argint. Peroxidul mai concentrat ar topi argintul.
În ciuda faptului că interesul din peroxid din timp la timp este activat, perspectivele rămân înfundate. Deci, deși Sovietul EDR RD-502 ( vapor de combustibil - peroxid plus pentabran) și a demonstrat un impuls specific de 3680 m / s, a rămas experimental.
În proiectele noastre, ne concentrăm asupra peroxidului, deoarece motoarele de pe ea se dovedesc a fi mai "reci" decât motoare similare Cu același UI, dar pe alți combustibili. De exemplu, produsele de combustie ale combustibililor "caramel" au aproape 800 ° cu o temperatură mai mare, cu același UI. Acest lucru se datorează unei cantități mari de apă în produsele de reacție peroxid și, ca rezultat, cu o greutate moleculară medie scăzută a produselor de reacție.
Peroxidul de hidrogen H2O2 este un lichid incolor transparent, mai vâscos decât apa, cu o miros caracteristic, deși slab. Peroxidul de hidrogen anhidru este dificil de obținut și depozitat și este prea scump pentru utilizare ca combustibil de rachetă. În general, costul ridicat este unul dintre principalele dezavantaje ale peroxidului de hidrogen. Dar, în comparație cu alți agenți de oxidare, este mai convenabil și mai puțin periculos în circulație.
Propunerea de peroxid la descompunerea spontană este în mod tradițional exagerată. Deși am observat o scădere a concentrației de la 90% la 65% în doi ani de depozitare în sticle de polietilenă de litri la temperatura camerei, dar în volume mari și într-un recipient mai adecvat (de exemplu, într-un butoi de 200 litri de aluminiu suficient de pur ) Rata de descompunere de 90% Packsi ar fi mai mică de 0,1% pe an.
Densitatea peroxidului de hidrogen anhidru depășește 1450 kg / m3, care este mult mai mare decât oxigenul lichid și puțin mai mică decât cea a oxidanților acidului azotic. Din păcate, impuritățile cu apă reduc rapid, astfel încât soluția de 90% are o densitate de 1380 kg / m3 la temperatura camerei, dar este încă un indicator foarte bun.
Peroxidul din EDD poate fi, de asemenea, utilizat ca combustibil unitar și ca agent de oxidare - de exemplu, într-o pereche cu kerosen sau alcool. Nici kerosenul, nici alcoolul nu este propunerea de peroxid și pentru a asigura aprinderea în combustibil, este necesar să se adauge un catalizator pentru descompunerea peroxidului - atunci căldura eliberată este suficientă pentru aprindere. Pentru alcool, un catalizator adecvat este manganul acetat (II). Pentru kerosen, de asemenea, există aditivi adecvați, dar compoziția lor este păstrată secretă.
Utilizarea peroxidului ca combustibil unitar este limitată la caracteristicile sale de energie relativ scăzute. Astfel, impulsul specific realizat în vid pentru peroxid de 85% este de numai aproximativ 1300 ... 1500 m / s (pentru diferite grade de expansiune) și pentru 98% - aproximativ 1600 ... 1800 m / s. Cu toate acestea, peroxidul a fost aplicat mai întâi de americani pentru orientarea aparatului de coborâre a navei spațiale de mercur, apoi, cu același scop, designerii sovietici de pe Swior Soyk QC. În plus, peroxidul de hidrogen este utilizat ca combustibil auxiliar pentru unitatea TNA - pentru prima dată pe racheta V-2 și apoi pe "descendenții", până la P-7. Toate modificările "Sexok", inclusiv cele mai moderne, folosesc încă peroxidul de a conduce TNA.
Ca oxidant, peroxidul de hidrogen este eficient cu diverse combustibili. Deși oferă un impuls specific mai mic, mai degrabă decât oxigen lichid, dar atunci când se utilizează o peroxid de concentrație ridicată, valorile UI depășesc cele pentru oxidanții de acid azotic cu același inflamabil. Dintre toate rachetele de transport spațial, doar un peroxid folosit (asociat cu kerosen) - engleză "arrow negru". Parametrii motoarelor sale au fost modest - UI de măsurare a motorului, puțin depășit 2200 m / s la pământ și 2500 m / s în vid ", deoarece numai concentrația de 85% a fost utilizată în această rachetă. Acest lucru sa făcut datorită faptului că pentru a asigura peroxidul de auto-aprindere descompus pe un catalizator de argint. Peroxidul mai concentrat ar topi argintul.
În ciuda faptului că interesul din peroxid din timp la timp este activat, perspectivele rămân înfundate. Deci, deși șocul sovietic al RD-502 (perechea de combustibil - peroxid plus pentabran) și a demonstrat impulsul specific de 3680 m / s, acesta a rămas experimental.
În proiectele noastre, ne concentrăm asupra peroxidului, deoarece motoarele de pe ea se dovedesc a fi mai "reci" decât motoarele similare cu același UI, dar pe alți combustibili. De exemplu, produsele de combustie ale combustibililor "caramel" au aproape 800 ° cu o temperatură mai mare, cu același UI. Acest lucru se datorează unei cantități mari de apă în produsele de reacție peroxid și, ca rezultat, cu o greutate moleculară medie scăzută a produselor de reacție.
TORPEDO Motoare: ieri și astăzi
OJSC "Institutul de Cercetare al Driverelor de Mortare" rămâne singura întreprindere din Federația RusăRealizarea dezvoltării complete a centralelor termice
În perioada de la înființarea întreprinderii și până la mijlocul anilor '60. Atenția principală a fost acordată dezvoltării motoarelor turbinei pentru torpile anti-lucrător cu o gamă de activități de turbine la adâncimi de 5-20 m. Torpile anti-submarine au fost proiectate doar asupra industriei energiei electrice. Datorită condițiilor de utilizare a torpilelor anti-dezvoltare, cerințele importante pentru alimentarea centralelor au fost cea mai mare putere posibilă și imperceptibilitatea vizuală. Cerința pentru imperceptibilitatea vizuală a fost ușor efectuată datorită utilizării combustibilului cu două componente: soluție de kerosen și apă redusă de peroxid de hidrogen (MPV) a unei concentrații de 84%. Combustia de produse conține vapori de apă și dioxid de carbon. Eșaparea produselor de combustie peste bord a fost efectuată la o distanță de 1000-1500 mm de organele de control al torpilului, în timp ce aburul condensat și dioxidul de carbon se dizolvă rapid în apă, astfel încât produsele de combustie gazoase nu numai că nu au ajuns la suprafața apa, dar nu a afectat torpilele de direcție și șuruburi de vânătoare.
Puterea maximă a turbinei, realizată pe torpile 53-65, a fost de 1070 kW și a asigurat o viteză la o viteză de aproximativ 70 de noduri. A fost cel mai mare torpilat de mare viteză din lume. Pentru a reduce temperatura produselor de combustie a combustibililor de la 2700-2900 K la un nivel acceptabil în produsele de combustie, a fost injectată apă marină. La stadiul inițial de lucru, sarea din apa de mare a fost depusă în partea de curgă a turbinei și a dus la distrugerea sa. Acest lucru sa întâmplat până la găsirea condițiilor de funcționare fără probleme, minimizarea influenței sărurilor de apă de mare asupra funcționării unui motor cu turbină cu gaz.
Cu toate avantajele energetice ale fluorurii de hidrogen ca agent de oxidare, alimentarea cu incendiu crescută în timpul funcționării a dictat căutarea utilizării agenților oxidanți alternativi. Una dintre variantele unor astfel de soluții tehnice a fost înlocuirea MPV pe oxigenul de gaz. Motorul turbinei, dezvoltat la întreprinderea noastră, a fost păstrat și Torpeda, care a primit desemnarea 53-65k, a fost exploatată cu succes și nu a fost îndepărtată de la arme pe marină până acum. Refuzul de a utiliza MPV în centralele termice torpile au condus la necesitatea numeroaselor lucrări de cercetare și dezvoltare pe căutarea de combustibili noi. În legătură cu apariția la mijlocul anilor 1960. Submarinele atomice având viteze mari de transpirație, torpile anti-submarine cu industria energiei electrice s-au dovedit a fi ineficiente. Prin urmare, împreună cu căutarea de combustibili noi, au fost investigate noi tipuri de motoare și cicluri termodinamice. Cea mai mare atenție a fost acordată creării unei unități de turbină cu abur care operează într-un ciclu Renkin închis. În etapele de pre-tratare a dezvoltării ambelor stand și a mării a unor astfel de agregate, ca turbină, generator de abur, un condensator, pompe, supape și întregul sistem, combustibil: kerosen și mpv și în realizarea principală - combustibil hidro-reactiv solid, care are indicatori de energie și funcționari ridicați.
Instalarea paroturbană a fost elaborată cu succes, dar munca torpilă a fost oprită.
În 1970-1980. O atenție deosebită a fost acordată dezvoltării plantelor de turbină cu gaze de un ciclu deschis, precum și un ciclu combinat utilizând un gaz de ejector în unitatea de gaz la adâncimi mari de lucru. Ca combustibil, numeroase formulări de tip monotrofluid lichid Otto-combustibil II, inclusiv cu aditivi de combustibil metalic, precum și utilizarea unui agent de oxidare a lichidului pe bază de hidroxil amoniu perclorat (NAR).
Randamentul practic a primit direcția de a crea o instalare a turbinei cu gaz a unui ciclu deschis pe combustibil ca Otto-Combustibil II. A fost creat un motor cu o durată de turbină cu o capacitate de mai mult de 1000 kW pentru percuție Torpedo Caliber 650 mm.
La mijlocul anilor 1980. Potrivit rezultatelor lucrărilor de cercetare, conducerea companiei noastre a decis să dezvolte o nouă direcție - Dezvoltare pentru Calibrul universal Torpedo 533 mm axial motoare cu piston Tipul de combustibil Otto-combustibil II. Motoarele cu piston în comparație cu turbinele au o dependență mai slabă a rentabilității de la adâncimea torpilului.
Din 1986 până în 1991 Un motor axial-piston (modelul 1) a fost creat cu o capacitate de aproximativ 600 kW pentru un calibru torpil universal 533 mm. El a trecut cu succes toate tipurile de postere și teste marine. La sfârșitul anilor 1990, cel de-al doilea model al acestui motor a fost creat în legătură cu o scădere a lungimii torpilei prin modernizarea în ceea ce privește simplificarea designului, creșterea fiabilității, cu excepția materialelor limitate și introducerea multi-modul. Acest model al motorului este adoptat în designul serial al torpilului universal de spumă de apă adâncă.
În 2002, OJSC "NII Morteterechniki" a fost acuzat de crearea unei instalații puternice pentru un nou torpil anti-submarin blând al unui calibru de 324 mm. După analizarea tuturor tipurilor de tipuri de motor, cicluri termodinamice și combustibili, a fost realizată și alegerea, precum și pentru torpilele grele, în favoarea unui motor cu piston axial al unui ciclu deschis în tipul de combustibil Otto-combustibil II.
Cu toate acestea, la proiectarea motorului, a fost luată în considerare experiența părți slabe Proiectarea motorului torpile grele. Motor nou are un fundamental diferit schema cinematică. Nu are elemente de frecare în calea alimentației de combustibil a camerei de combustie, care a eliminat posibilitatea exploziei de combustibil în timpul funcționării. Piesele rotative sunt bine echilibrate și acționează agregate auxiliare Semnificativ simplificată, ceea ce a dus la o scădere a vibroctivității. Un sistem electronic de control bun al consumului de combustibil și, în consecință, este introdusă puterea motorului. Nu există practic nici un regulator și conducte. Când puterea motorului este de 110 kW în întreaga gamă de adâncimi dorite, la adâncimi mici, permite puterea să se îndoiască de energie, menținând performanța. O gamă largă de parametri de funcționare a motorului îi permite să fie utilizată în torpile, minele antisorpeted, auto-aparate, contraatack-uri hidroacustice, precum și în dispozitive autonome subacvatice de scopuri militare și civile.
Toate aceste realizări în domeniul creării de centrale electrice torpile au fost posibile datorită prezenței complexelor experimentale unice create ca forțe propriiși în detrimentul fondurilor publice. Complexele sunt situate pe teritoriul a aproximativ 100 de mii m2. Acestea sunt prevăzute cu toate sistemele de alimentare cu energie necesare, inclusiv sistemele de aer, apă, azot și combustibil presiune ridicata. Complexele de testare includ sistemele de utilizare a produselor de combustie solide, lichide și gazoase. Complexele au standuri pentru testare și motoare cu turbină și piston pe scară largă, precum și alte tipuri de motoare. Există, de asemenea, standuri de testare a combustibililor, camere de combustie, diverse pompe si aparate. Bănci sunt echipate sisteme electronice Gestionarea, măsurarea și înregistrarea parametrilor, observarea vizuală a subiecților obiectelor, precum și alarmele de urgență și protecția echipamentului.
