131
-
waterman #91 más az eszét használja, én meg a keresőt. Ammónium-perklorát és alumínium reakciója (forrás):
6 NH4ClO4 + 10 Al = 5 Al2O3 + 6 HCl + 3N2 + 9 H2O
ha jól veszem ki nem túl nagy kémiai képességeimmel, akkor 6 mólnyi sósav jön létre itt is. kérdés, hogy ez a képlet az-e amit keresünk, és hogy a mostani szilárd hajtóanyagú rakétáknál mennyi keletkezik ehhez képest. -
babajaga #90 Tudod dühít hogy állandóan nap mint nap általános iskolás kémia szintjén félrevezető információk jelennek meg mindenhol. CO a kéményekről pofáznak állandóan holott hiába a világ legjobb kéménye ha nem adunk elég oxigént az égéshez. Megépítenek egy házat ahol a kazánhoz nem jut elég oxigén hiába a jó kémény. Hány ember követ el hülyeséget holott mindegyik rendelkezik általános iskolai bizonyhitvánnyal. Ha ez nem analfabetizmus akkor mi?Bedumálják az embereknek hogy a 4% MgCl-ot tartalmazó tengeri só egészséges a tisztított NaCl meg nem? Mi ez ha nem analfabetizmus? Mellesleg a tengeri só rengeteg egyébb szennyeződést is tartalmaz, ugyanis oda élőlények is ürítenek.Egészséges? -
#89
POntosan, én sem akartam nyelvészeti irányba elmenni, csak jeleztem, hogy nemrég én is pontosan ezt a hibát követtem el. A probléma attól még természetesen fennmarad.
Amúgy köszönöm a válaszaidat a korábban feltett kérdéseimre, hasznosak voltak. Hadd kérdezzek még egy dolgot, amit megkérdeztem már a #79-ben is. Mivel a fúvókában változó a gáz kiáramlási sebessége, nem lehetséges, hogy az effektív kilépési sebességet lényegében a kiáramlott anyagmennyiségből és az elért tolóerőből számolják vissza? Vagy erről nincs pontos infód? -
#88
Egy nyelvet ne ítélj meg a formális logika szerint. Ez alapján lehetne alázni a németeket is, miért Sauerstoffnak hívják az oxigént, amikor ez a név inkább illenék a hidrogénre. Vagy mit keres a higany német nevében az ezüst (Quecksilber)?
Ettől azért meg lehetne adni a tiszteletet a felfedezőnek, de a nyelvfejlődés sajnos nem erről szól. A franciák és a németek háborúi sem azért törtek ki, mert a németek a szifiliszt régebben francia betegségnek (Franzosenkrankheit), a gumióvszert meg még ma is párizsinak (Präservativ -> Präser -> Pariser) nevezik. -
#87
"Atyafi!"
Nézted már a reglapomat? Nem kérem, hogy hölgyemnek vagy kisasszonynak szólíts, de atyafinak talán mégsem kellene, ha van benned egy szemernyi jómodor.
#38: "És honnan a búgattyús vérveres kutyafaszából kerül klór (Cl) a sikló működésének mégcsak a közelébe is? Folyékony O-t H-t és pirofóros Al-t használ! Hol a Cl kérdezem én? Ennyire azért már nem kellene analfabétának lenni, ez általános iskolai tananyag!"
Attól, hogy nem tudod a felszálláskori tolóerő legnagyobb részét adó szilárd hajtóanyag összetételét, még nem kellene ilyen hangnemben írnod és analfabétának nevezned másokat.
#85:
Ezt ne nekem mondd, ezt én is tudom, többször meg is írtam neki, hogy aztán később újra leírja ugyanazt. De ezt ne bolygassuk, mert csak a párhuzam kedvéért hoztam fel. -
babajaga #86 Az angolok logikája nem éri el az éticsigáét! Ők is wolfnak mondják a farkast akkor honnan az anyjuk kínjából vették a tungstent? Jellemző rájuk hogy a farkascápát meg fox fishnek mondják, a marhák! -
babajaga #85 "a tungsten és a wolfram egymáshoz viszonyított előnyei és hátrányai az izzólámpagyártásban? (kvp többször írta, hogy a két fémet eltérő tulajdonságaik miatt más-más típusú izzólámpákban használják"
Most már tényleg lepisálom a lábam szárát! Itt nincs két fém! Egy a kettő! Scheele fedezte fel és a szürke színe miatt a farkasról nevezte el. A bunkó angolok annyi tiszteletet nem adtak a felfedezőnek hogy úgy nevezzék el. -
babajaga #84 Atyafi! Én arra mondtam hogy nem képződhet sósav amikor az oxigénnel égették az aluminiumot, mert ez így volt. A fütyülőm se gondolta hogy azóta ráhajtottak a környezetkíméletlen megoldásra.Szégyellhetik a pofájukat hogy ezt tették. -
halgatyó #83 Köszi az adatokat! -
halgatyó #82 Lehetséges, hogy nem helyes a "hatásfok" szó használata, ha a szót szűkebb értelemben használjuk (visszakapott energia/befektetett energia = dimenzió nélküli szám)
Itt már átnyúlunk a nyelvészet (mint jelképrendszer-tudomány) témakörébe. Tágabb értelemben lehet beszélni hatásfokról, az általános "nyereség"/"ráfordítás" (NEM pénzügyi értelemben, hanem általánosan) arányt valahogyan meghatározva. (Bár ezt lehetne "hatékonyság"-nak is nevezni, csak én nem szeretem ezt a szót, mert a mai hétköznapokban nagyon lejáratták.)
Ezen el lehetne filozofálni, ám a probléma akkor is megmarad: adott egy űrhajó rendelkezésére álló energia-készlet (pl. az atomreaktorából kinyerhető energia)
és ezt kell a lehető leghatékonyabban felhasználni, vagyis az űrhajó lehető legnagyobb impulzus-változását létrehozni. (az űrhajó teljes útja során az összes impulzusváltozások abszolút értékének az összege a legnagyobb legyen, vagyis gyorsítás-fékezés-pályamódosítás)
Ilyesmire gondoltam a "hatásfok" alatt, bár ez valóban NEM azonos a fizikában és a műszaki tudományokban használt hatásfokkal. -
#81
Bocsáss meg, hogy már megint erre kérlek, de leírnád végre az ammónium-perklorát és az alumínium magas hőmérsékletű reakcióját és a képződött végtermékeket? Csak mert a topicban nemrég azt írtad, hogy nem keletkezhet sósav. Én ezt nem tudom, de szívesen megtudnám, ha elárulnád.
Vagy erre is akkor kapok választ tőled, amikor kvp-től arra, melyek a tungsten és a wolfram egymáshoz viszonyított előnyei és hátrányai az izzólámpagyártásban? (kvp többször írta, hogy a két fémet eltérő tulajdonságaik miatt más-más típusú izzólámpákban használják, de sokszori kérdésemre sem fejtette ki, ahogy a tungsten és a wolfram - nyilván eltérő :D - vegyjelét sem adta meg.) -
halgatyó #80 Tudod mit? Legyen igazad! Legyen Venturi cső
A B747 pedig egy olyan kismadár, ami fémből készült és naaagy....
-
#79
Nemrég egy másik topicban (azt hiszem, a VASIMR-ről volt szó benne) én is épp erről "értekeztem" (az eltérő kilépési sebességgel kapcsolatban írtam hatásfokról) és kamov figyelmeztetett, hogy itt nem helyes a hatásfok szó használata - és energetikai értelemben igaza is van, el kellett ismernem.
A koordinátarendszer megválasztása is trükkös dolog, ahogy írod. Ha pl. olyan koordinátarendszert választok, amely együtt mozog a példádban kidobott 10 kg-os anyaggal, akkor a "hatásfok" 100%-ra jön ki. Igaz, ez csak egyszeri alkalommal megy, folyamatos üzemnél már gyorsuló koordinátarendszert kellene választani. Aztán abbahagytam a számolgatást, mert rájöttem, ennek így nincs értelme, a gyakorlat nagyban függ a rendelkezésre álló energiamennyiségtől és a meghajtás energiasűrűségtől.
#67:
Lehet, hogy az effektív kilépési sebességet lényegében a kiáramlott anyagmennyiségből és az elért tolóerőből számolják vissza? -
kamov #78 A kiáramlási sebesség minden hajtóműnél más és nem függ az újraindíthatóságtól.
A 4100m/s a Saturn-V J2-es hajtóművének 4080m/s adatából származhat.
A Shuttle SSME vákuumban 4430m/s-ot tud, nem újraindítható.
Az Atlas-V rakéták Centaur második fokozatának újraindítható RL-10-A-4 hajtóműve 4410m/s-ra képes.
A Delta-IV rakéták szintén Centaur második fokozatának szintén újraindítható RL-10-B-2 hajtómúve a fúvócsőtoldatnak köszönhetően 4530m/s kiáramlási sebességet produkál vákuumban. -
babajaga #77 "ammónium-perklorát (oxidálószer), finom alumínium por (üzemanyag), amit polibutadién-akrilnitril-kopolimer (PBAN) vagy terminált hidroxi-polibutadién (HTPB) (ezek gumiszerű anyagok) tart össze,"
Minden fém pirofóros finom eloszlásban és az Al-nak az égési hőmérséklete sokkal magasabb a vasénál.Azért tömör állapotban nem gyullad mag a levegőn csak ha szórják, vagy iniciálják. -
babajaga #76 Rögtön behúgyozok! Neked mindegy sima cső vagy venturi cső? Az ürrepülőgép összes fúvókája Venturi cső.A rakéták végén levő fúvóka Venturi cső! -
halgatyó #75 Az, hogy egy cső közepében nagyobb az áramlási sebesség, mint a cső szélén, nos ez tény. (nem muszály elhinni)
Turbulencia pedig van. Nem akkora, hogy a szerkezetet szétverje, de van.
A venturi cső pedig nem rakétahajtómű, már az áramlási sebességek miatt sem.
A fzikai modellek szépek, és segítik a megértést, de a valóság ennél mindig bonyolultabb. -
halgatyó #74 Lehet, hogy félreérthetően írtam valamit, de nem egészen azt értetted, amit leírtam vagy leírni akartam.
Képzeld el a rakétát lerőgzítve, "fékpadon". Elég benne X kg H2+O2 és kijön belőle egy 4100 m/s gázsugár. Ebből számoltam a hatásfokot.
Ugyanez játszódik le a világűrben is, azzal a különbséggel, hogy ott a vákum miatt nagyobb lesz a kiáramlási sebesség, mint a földfelszíni 1 bar nyomáson. (úgy tudom, hogy a 4100 m/s a vákumra érvényes, de most nem akartam ennyire részletezni.) -
halgatyó #73 Ezt nem egészen értem.
Pirofóros vasról hallottam (vas-oxalát felhevítés után visszamaradó, nagyon finom eloszlású vas, ami a szabad levegőn meggyullad)
De pirofóros alumínuimról még nem hallottam (nem vagyok vegyész)
A szilárd rakéta üzemanyagba bekeverve hogyan akadályozható meg, hogy a pirofóros alumínium meggyulladjon? -
babajaga #72 Azt ami a fúvókák fölött van. -
babajaga #71 "ugyanis az áramló gázsugár középvonala nagyobb sebességgel mozog, mint a fúvóka falán csúszó réteg"
Pontosan azért van a Venturi alakja hogy ne így legyen.Hiszen akkor óriási turbolencia lenne. -
halgatyó #70 Miluen "szerkezetet" kell felgyorsítani? -
halgatyó #69 Ha már a hatásfoknál tartunk, akkor egy másik hatásfok-szerű mennyiség lehet a teljes űrhajó-rendszer hatásfoka. Ez azonban erősen függ a koordinátarendszer megválasztásától, szóval nem lehet abszolút értelemben hatásfoknak nevezni, de mégis fontos mennyiség.
Miről van szó?
Képzeljünk el egy 100 tonna tömegű űrhajót, amint a Mars felé "hasítja az űrt"
Van benne két különböző hajtómű.
Az egyik kidob hátrafelé (az űrhajóhoz képest) 100 km/s sebességgel 1 kg tömeget,
a másik pedig 10 km/s sebességgel 10 kg tömeget.
IMPULZUS szempontjából a két hajtómű egyenértékű. (Szándékosan választottam olyan adatokat, hogy az űrhajó tömegének a megváltozását elhanyagoljuk)
FELHASZNÁLT ENERGIA szempontjából viszont nagy különbség van a két hajtómű között. Az elsőző 10-szer akkora energiát használt el az űrhajó készletéből, mint a második. Vagyis a "hatásfoka" , amit úgy is értelmezhetünk, hogy az egységnyi impulzusra eső felhasznált energia, ez 10 szer kisebb, mint a második hajtómű esetében.
Következő hatásfok-értelmezés a teljes űrhajó-rendszer "hatásfoka", ez azonban teljesen koordinátarendszer-függő.
Tegyük fel, hogy a hajtómű az előbbi űrhajóból kidob 10 kg anyagot, 100 km/s sebességgel. ("hátra"-felé)
Ekkor az űrhajó megmaradó (továbbra is kb. 100t) tömege 10 m/s sebességgel gyorsul. Mennyi a hatásfok?
Első pillanatban az űrhajó sebességénem növekedését úgy vesszük, mintha állóhelyből gyorsult volna 10 m/s-ra. Ekkor a hatásfok kb 1/10ezer. (eléggé alacsony)
Ha viszont a Naprendszerhez rögzített koordinátarendszerben számolunk, akkor (a sebességgel arányosan) nagyobb hatásfok jön ki. -
babajaga #68 Nagyjából jól írod le a Venturi cső működését csak az félreértelmezhető hogy hangsebesség feletti áramlás van, mert hogy mennyi a kilépő sebesség az a belépő nyomástól függ. Sokszorosa az a hangsebességnek hiszen fel kell gyorsítani a szerkezetet nem állandó sebességgel mozgatni. -
halgatyó #67 Hogy pontosan hol ér véget a fúvóka? Nos, ez igen jó kérdés:-))) (amit nem sokan tettek fel eddig, pedig cseppet sem nyilvánvaló)
Nem pontosan ott, ahol a pereme van, hanem egy kicsivel hátrébb.
Én valamikor azt tanultam, hogy a rakétahajtóműben a fúvóka legszűkebb keresztmetszetéig hangsebesség alatti áramlás van, a szűkületnél éri el a (az adott nyomású és hőmérsékletű és anyagi összetételű gázra jellemző) hangsebességet, és a fúvóka táguló szakaszában már hangsebesség feletti az áramlás.
Itt azonban felvetődik bennem, hogy a hangsebességet mihez képest kell viszonyítani. Első pillanatban nyilván a fúvóka-égéstér rendszerhez, de ha töprengek rajta, akkor ez a nyilvánvaló mivolta egyre csökken...
(ugyanis az áramló gázsugár középvonala nagyobb sebességgel mozog, mint a fúvóka falán csúszó réteg, egyrészt a belső gáztömegek a kivülebb levőkel vannak érintkzésben, másrészt a szűk fúvókanyakban sem azonos az áramlási sebesség)
Asszem, hogy az áramlástani gépekhez hasonlóan itt is elég nehéz a pontos működési mechanizmust megérteni, őszinte legyek, én sem értem abszolút pontosan.
A hatásfok igen érdekes kérdés, amit érdemes kicsit számolgatni.
Többféle hatásfokot is lehetne értelmezni, szerintem kezdjük a rakátahajtómű hatásfokával, ez a legtisztább és leg-egyértelműbb.
Vegyük pl. a H2 + O2 hajtóművet (ezt a legegyszerűbb számolni:-))
A víz képződéshője GÁZ ÁLLAPOTBAN 242 kJ/mól, ami azt jelenti, hogy 1 kg gázállapotú víz keletkezése (888,9 gramm O2 + 111,1 gramm H2) 13444 kJ energiát szabadít fel.
Ez a hőenergia alakul át mozgó gázsugárrá, amelynek sebessége (valahol olvastam) 4100 m/s. (ez a maximális elérhető sebesség, nem biztos, hogy a többször újragyújtható és változtatható tolóerejű hajtóművek is tudják ezt az értéket!)
1 kg tömeg, ami 4100 m/s sebességgel mozog, 8405 J energiát képvisel.
Ha elosztjuk a 8405-öt az előbbi 13444-el, akkor 62,5% hatásfokot kapunk, ami meglepően jó. (Sok földfelszíni hőerőgép megirigyelhetné... bár a hajtómű élettartamát már nem irigyelnék:-) -
T0nk #66 Miket meg nem tud az ember. Nem ismerem eléggé a Star Trek univerzumot ezek szerint. Abban a hitben voltam, hogy csak energia kell az impulzusmeghajtáshoz. De ezek szerint több tudomány van benne, mint kitaláció. (Megyek megnézek pár részt az eredeti sorozatból... :) -
kvp #65 ""Egyébként impulzus szerű meghajtással miért nem próbálkoznak?"
Tuti a Star Trek-es impulzushajtóműre gondolsz. Ott nem rakéták vannak, hanem valamiféle 'gyorsulás generátorok' amik mozgási energiát generálnak."
A startrek-ben az impulzus hajtomuvek Bussard ramjet-ek. A 60-as evekben ez volt a legmodernebb technologia. Egyebkent a Bussard ramjet gyorsito fokozatat manapsag vasimir hajtomunek hivjak. (a filmekben tobbszor is emlegetik a plazma vezeto magneseket) Az impulzus a nevben azt jelenti, hogy reaktiv elvu, reszecskek tomeget es mozgasi energiajat hasznalo rendszerrol van szo. Az uzemanyag ott is a reaktorbol jon, a reaktiv gaz bedig az urbeli hidrogen, amit a Bussard kollektorokkal gyujtenek. (voros foltok elol) Gyorsitas utan a plazma pedig hatul tavozik (kek foltok hatul). Vicces, de pont igy nez ki egy valodi plazmahajtomu mukodes kozben. :-)
"Tudod van egy baj a jég kása és hideg, de nem ez a baj hanem ahhoz hogy az alu oxidálódjon a víznek fel kell bomlania először H-re és O-ra ami akár hiszed akár nem energiát emészt fel. Akkor meg hogy lesz ebből üzemanyag? Megmondom ugyanúgy mint a vízzel hajtott autónál!"
Az otlet az mint a termit eseteben. Ott a vasoxid es az aluminumoxid kevereke alakul at. A lenyeg, hogy az egyik oxidhoz kepes a masik alacsonyabb energiaszinten van, ezert a folos energia felszabadul. Itt az a helyzet, hogy az aluminium oxid alacsonyabb energiaszinten van, mint a hidrogenoxid, ezert ha felbontjuk a vizet, majd aluminiumoxidda alakitjuk a felszabadulo oxigent, akkor tobb energiank marad mint amennyi a folyamat elinditasahoz kellett. Ezt kiegeszitve meg tobb tiszta oxigennel meg jobb toloerot kapunk. Egyebkent az eredeti nyilatkozatbol vilagos, hogy nem az aluminiumoxid adja a fo hajtoerot, hanem ezt csak arra hasznaljak, hogy a hidrogengazt kinyerjek a vizbol, mivel a folyekony oxigent es fagyott vizet konnyebb tarolni mint a folyekony hidrogent. Az aluminium oxidacioja ellen pedig a legjobb megoldas, ha kulon taroljak por formajaban es csak a begyujtas elott keverik ossze a jegdaraval, majd begyujtas utan az utanegetoben kerul a keverekhez az oxigen. (kis magassagban a legkorbol, urben tartalybol) -
#64
Ne csúsztass, egy szóval írtam, hogy CSAK az alacsony hőmérséklet játszik szerepet. Ha az alu elégetésekor több energia keletkezik, mint ami víz bontásához kell, akkor mi is a problémád?
Ha nem tiszta oxigént használsz oxidálószerként, akkor a legtöbb esetben energiát kell befektetned a vegyületben lekötött oxigén felszabadításához. Ez van a víz esetén is, bár a bontáshoz valóban több energia kell, mint általában az oxidálószereknél szokásos.
"Pirofóros fém."
Köszönöm, én is tudom. Lenne időd az ammónium-perklorát + alu reakciójának leírásához is, vagy csak a kákán keresed a csomót? -
babajaga #63 Adott hogy csakis vákuumban. -
babajaga #62 "nagyon finom alumínium port használnak"
Pirofóros fém. -
babajaga #61 Tévedsz a jég hidegségét csak megemlítettem nem az a lényeg hanem a víz bontása nyeli az energiát. A folyékony hidrogénnek meg oxigénnek nem kell felmelegednie először ahhoz hogy vegyüljön akár egymással akár az aluval. Erre van az égéstér amit először begyújtanak és az égés utána önfenntartóvá válik. -
T0nk #60 Jajj. (bocs, lesz még ilyen beszólás)
Gondolom a termit működését ismered. Képzeld el, ami ott történik. Az új módszer lényege, hogy vasoxid helyett 'vízbüll veszi ki a zoxigént', és hidrogén szabadul fel. Le is írják, hogy ez úgy lehetséges, hogy nagyon finom alumínium port használnak, egyébként nem is működne.
Űrsikló.
Két fajta (valójában 3, de az orbitális hajtóművek nem játszanak a pályára álláskor) hajtómű típus van az űrsiklón. A főhajtóművek, amik a gép seggén vannak, 3 darab, és kifelé állnak, azok oxigén-hidrogén hajtóművek az oxigén és a hidrogén két külön tartályban van abban a nagy narancssárga basszban. Tehát itt el van választva az üzemanyag. Ezen kívül van rajta induláskor két fehér rakéta oldalt ezek az SRB-k (Solid Rocket Booster - Szilárd hajtóanyagú gyorsító). Ezekben van ammónium perklorát. És nem szétválasztva, hanem keverve. Bemásolom az előbb általam bemásolt linken lévő szöveget.
"The propellant mixture in each SRB motor consists of ammonium perchlorate (oxidizer, 69.6% by weight), aluminum (fuel, 16%), iron oxide (a catalyst, 0.4%), a polymer (such as PBAN or HTPB, serving as a binder that holds the mixture together and acting as secondary fuel, 12.04%), and an epoxy curing agent (1.96%). This propellant is commonly referred to as Ammonium Perchlorate Composite Propellant, or simply APCP. This mixture develops a specific impulse of 242 seconds at sea level or 268 seconds in a vacuum."
Tehát jelenleg ezt az APCP-t használják mint üzemanyagot. És igen, az a randa valóság, hogy minden fellövéskor telefingják Florida gyönyörű trópusi egét 230 tonna sósavval. Szerencsére a kilövés az óceán fölé történik, úgyhogy kevés jut a nézőkre. -
#59
Na meg a nanoméretű aluszemcsék felületén már a gyártásuk során képződhet oxidréteg. Bár gyanítom, hogy nem levegőben készítik. -
roliika #58 Ismerem Naudin bácsit. :))
Elég ötletszerűen rak össze valamit, amit nem ért, aztán próbál rá valami magyarázatot keresni. Van pár cucca amit nem igazán sikerült még reprodukálnia senkinek. -
#57
Elhiszem, hogy sikeres vagy a kémiában, semmi okom kételkedni benne. De épp ezért ugye le tudod írni az ammónium-perklorát és az alumínium magas hőmérsékletű reakcióját és ennek végtermékeit?
#55:
A víz disszociációjáról biztos hallottál már. Ezt megkönnyíti a jégkása amorf szerkezete, a reakciót meg elősegíti a nanoméretű aluszemcsék igen nagy felülete.
Továbbá a folyékony üzemanyagokat is erősen lehűtve töltik a rakétába, felmelegítésükhöz energia kell, valahogy mégis felszállnak azok a rakéták.
-
babajaga #56 Tudod leírtam már többször a kémia nekem több évtizede szakmám ha feltételezgetnék dolgokat akkor nem tudom hogy lennék sikeres benne. -
babajaga #55 Tudod van egy baj a jég kása és hideg, de nem ez a baj hanem ahhoz hogy az alu oxidálódjon a víznek fel kell bomlania először H-re és O-ra ami akár hiszed akár nem energiát emészt fel. Akkor meg hogy lesz ebből üzemanyag? Megmondom ugyanúgy mint a vízzel hajtott autónál! -
#54
Max. anyafi vagyok. :)
Légy szíves, próbáld már értelmezni, amit írtam. Nem azt írtam, hogy a rakétánál robbanás van, hanem azt, hogy a robbanás eléréséhez szükséges az alkotórészek minél nagyobb felülete. -
babajaga #53 Atyafi! Robbanás csak akkor történik ha az oxidálószer összekeveredik az éghető anyaggal robbanóképes eleggyé.A rakétánál folyamatosan adagolva van. Ha összekeveredik akkor Challenger van. -
#52
OK, de akkor kérlek, írd le, milyen végtermék keletkezik a szilárd üzemanyag elégésekor (ammónium-perklorát + alumínium).