Kysymys:
Erityinen energian vastine hapettimille
SF.
2016-06-02 20:30:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mitä tulee polttoaineisiin, Spesifinen energia ja Energian tiheys ovat kaksi päämäärää, jotka päättävät, kuinka hyvä polttoaine on. Nämä annetaan joko huomioimatta hapettimen massa tai arvona yhdistettynä hapettimeen bipropellanttina.

Mikä olisi vastaava hapettimien määrän mittaustehokkuus? Esim. jos raketti käyttää samaa määrää samaa polttoainetta, mikä mitta kertoo, kuinka sen energiantuotanto massasuhteeseen muuttuu vaihdettaessa LOX: n, typpioksidin tai peroksidin välillä - kukin stokometrisessä suhteessa kiinteään polttoainemäärään? (... tai jokin muu mittausmenetelmä, joka tuottaa samanlaisen tiedon).

Myös muutama taulukko, jossa on esimerkkejä eri hapettimista, olisi mukava.

En ole kemisti, mutta ehkä (1) voit verrata vain polttoaine / hapetin-yhdistelmien energiatiheyttä, ei polttoaineita erikseen, ja (2) hapettimen oletetaan implisiittisesti olevan stokioometrinen happi, joten näyttää siltä, ​​että polttoainetta käytetään keskusteltu pikemminkin kuin yhdistelmä.
@RussellBorogove: Saatan saada joitain niistä, mutta toivon, että minulla olisi ainakin avainsanoja etsiä ... Erityisesti amatööri-rakettia varten olen kiinnostunut vertaamaan typpioksidia ja kaliumnitraattia; mikä hapetin tuottaa enemmän delta-v: tä samalle polttoainemäärälle? Toki löysin vain moolin niistä, joita tarvitaan moolin hapen tuottamiseen, mutta siinä ei oteta huomioon happisidoksia näiden aineiden kanssa - energiaa, jota tarvitaan hapen vapauttamiseen. Myös kaliumnitraatti esiintyy harvoin rakettien ponneaineiden yhteydessä. Kysyisin siitä. Mutta ensin haluan tietää, mistä minun pitäisi kysyä!
üks vastaus:
Qubit1028
2016-06-05 07:16:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hyvä tapa saada selville eri hapettimien suhteelliset vahvuudet on verrata niiden vakiopelkistyspotentiaalia. Fluori on yksi tehokkaimmista tiedossa olevista hapettimista, jonka pelkistyspotentiaali on +2,87 V. Tässä on joitain muita, jotka saattavat olla merkityksellisiä:

S $ _2 $ O $ _8 $$ ^ 2 $$ ^ - $, +2,01 V
H $ _2 $ O $ _2 $, +1,78 V
MnO $ _4 $$ ^ 2 $$ ^ - $, +1,70 V
Cl $ _2 $, +1,36 V
O $ _2 $, +1,22 V
EI $ _3 $$ ^ - $, +0,96 V

Muista, että nämä mahdollisuudet osoittavat todella hapettimen kykyä hapettaa vettä ( tai protonit), mutta niiden järjestyksen tulisi pysyä samana riippumatta siitä, mikä molekyyli hapetetaan. Oikea hapettimen valinta rakettipotkurille ottaisi huomioon sekä hapettimen lujuuden että tietyn polttoainemäärän polttamiseen tarvittavan massan.

Joten, kaliumnitraatti pitoisuutena 101 g / mol ja vapauttaa yhden happiatomin, N20 44 g / mol, yhden atomin; O2 32 g / mol kaksi atomia, eli 16 g / mol happea. Se olisi massa: happipitoisuustiedot, jotka tuottavat saman määrän energiaa; silti tässä ei oteta huomioon alkuperäisten sidosten energiaa, jotka on katkaistava hapen vapauttamiseksi - miltä se näyttäisi?
En usko, että pystyt saamaan todellisia arvoja vapautuneelle energialle, kun erilaiset hapettimet reagoivat polttoaineesi kanssa. Se edellyttäisi palokokeita kalorimetrissä. Tällaisten tietojen puuttuessa parasta mitä voit tehdä, on valita vahvin hapetin, jolla on pienin massa. Vaikka voi hyvin olla mahdollista, että erittäin vahva hapetin, jolla on suurempi massa- vaatimus, saattaa ylittää heikomman hapettimen, jolla on pienempi massa- vaatimus palamisen aikana vapautuvan ylimääräisen energian vuoksi.
Minulla ei ole pääsyä laboratorioon tällaisten kokeiden suorittamiseksi, etenkään kalorimetri, joka pystyy sisällyttämään rakettipolttoaineen palamisreaktion. Olen melko varma, että nämä arvot ovat saatavilla * jonnekin *, mutta en edes tiedä mitä tarkalleen etsiä. Plus-reaktioenergia ei ole lopullinen toimenpide. On toissijaisia ​​tekijöitä, esim. hapettimen fysikaaliset ominaisuudet tai turvallisuus. Hylkään suoraan kaliumnitraatista, ellei sitä olisi helpompi käsitellä kuin typpioksidia (SRB vs. hybridimoottorin monimutkaisuus). Tällä hetkellä OTOH näyttää kaliumpermanganaatilta paljon lupaavammalta kiinteiden hapettimien alueella.


ⓘ
Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...