Este tema ha sido “importado” de los viejos foros hoy en desuso:
http://www.coheteriaamateur.com.ar/foro/viewtopic.php?f=24&t=399
Invitado
2007/08/01 - 11:07
Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Con Diego Cappri y Cristian D’avolio venimos estudiando y trabajando con el tema de los motores (híbridos y candy) desde hace largo tiempo.
Trás sortear grandes dificultades en cada etapa del proceso, el año pasado tuvimos oportunidad de hacer un primer ensayo de un prototipo de un motor híbrido basádo en el sistema de ignición de colburn-urbanski ( http//www.intertlan.com/cohetes/hybrids/valvulaUC.html ). El reporte de dicho ensayo ha sido publicado oportunamente en éste foro ACA.
No contentos con ello, y habiendo aprendido varias lecciones de un solo “saque”. Nos pusimos en campaña para desarrollar una alternativa a dicho mecanismo de arranque y elaboramos nuestro propio proyecto basádo en un sistema de válvulas externas.
Hubo que ensayar varias alternativas para encontrar exactamente lo que necesitabamos. Finalmente y trás algunos pruebas ( documentados ACA ), dimos con lo que necesitabamos.
La base del proyecto era emplear la misma cámara de combustión que utilizamos en el primer prototipo, el cuál tenía ya efectuados todos los cálculos de presión, así como calculada la tobera para dicho motor.
En base a ello se diseño la nueva cámara de combustión y el tanque de NOX para adaptarlo al nuevo sistema de arranque del motor.
Como una imagen vale por mil palabras, acá les dejo varias imágenes que serán autoexplicativas por si mismas.
CAMARA DE COMBUSTION
http//upload2.postimage.org/66555/DMC_camara_combustion_hibrido.jpg
TANQUE DE NOX
http//upload2.postimage.org/66560/DMC_camara_tanque_NOX_hibrido.jpg
Los tubos son de aluminio T6 de 3mm de espesor y las tapas han sido torneadas en acero 1010 y luego recapadas con un proceso de zincado para evitar su oxidación.
Elementos y accesorios necesarios para el montaje del equipamiento de tierra (GSE), así como para el motor mismo
http//upload2.postimage.org/66810/Hibrido_Detalle1.jpghttp//upload2.postimage.org/66811/Hibrido_Detalle2.jpghttp//upload2.postimage.org/66816/Hibrido_Detalle3.jpg
Acá les presentamos los componentes -en crudo- , tal como los retiramos en la torneria
http//upload2.postimage.org/66628/hibrido_partes.jpg
Luego de darle a los tubos un pulido (a mano!) quedaron así
http//upload2.postimage.org/66685/01_Tubosdealuminiopulidos_amano_.jpg
Tapas zincadas con los insertos respectivos (Válvula de purgue) e inyector (no se vé)
http//upload2.postimage.org/66700/02_Tapasdeacerozincadasytoberadeacinox.jpg
Y finalmente, acá les mostramos 3 vistas del motor ensamblado
http//upload2.postimage.org/66710/06_Motorensamblado_vistadesdelatobera.jpghttp//upload2.postimage.org/66713/07_Motorensamblado_vistadesdeeltanque.jpghttp//upload2.postimage.org/66717/08_Motorensamblado_vistalateral.jpg
Para que tengan una mejor proporción del tamaño, acá hay una foto mia posando con el motor armado (previo al pulido y zincado)
http//upload2.postimage.org/66767/DSCF8968.jpg
Bueno, en el próximo posteo les contaremos sobre el ensayo efectuado sobre la nueva formulación para el grano de pre-ignición el cuál resultó SUMAMENTE exitoso.
Tenemos previsto efectuar un primer ensayo del motor antes de fin de Agosto y por lo tanto estamos tratando de terminar de diseñar y montar el banco de pruebas para tal fin.
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Invitado
2007/08/01 - 11:36
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Che excelente laburo como siempre, esperamos anciosos saber de los ensayos.
Felicito a todo el equipo por este gran e interesante laburo.
Un abrazo grande y adelante.
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Invitado
2007/08/01 - 12:28
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Muy bueno!!!
Por si les es de ayuda, acabo de subir a la bilioteca de ACEMA un documento de la Universidad de Stanford llamado “Design, Optimization, and Launch of a 3” Diameter N2O/Aluminized Paraffin Rocket” que describe un cohete que usa un sistema de válvula del tipo del que emplearon ustedes.- Lo bueno de ese doc. es que hay un par de esquemas muy buenos para el diseño de la torre de lanzamiento necesaria para un cohete con ese tipo de válvula.- El doc. estará disponible en la biblioteca (sección “Motores”) ni bien nuestro bibliotecario (el “Topo” Esteban Spina) lo pueda publicar.-
Abrazo y los felicito de nuevo… aunque a ese motor le está faltando una calcomania… oops
Saludos,
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Invitado
2007/08/01 - 13:46
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Muy buenas e ilustrativas fotografías… y ni qué hablar del motor!
Espectacular!
Esperamos el reporte de los ensayos (Esperemos que sea con vídeo)
Saludos-
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Invitado
2007/08/01 - 15:26
Respuesta: Motor Híbrido DMC-EX (38mm)
Muy buen laburo, si funciona como se ve no me caben dudas de que sera un exito, felicitaciones
¿donde consiguieron el aluminio 6061 T6 que se que es dificil de conseguir?
flex
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Invitado
2007/08/01 - 15:56
Respuesta: Motor Híbrido DMC-EX (38mm)
Muy Bueno !!! Felicitaciones …
Una par de preguntas : El tanque de NOX esta preparado pra aguantar la presion total o tiene una valvula de venteo ( creo que se dice asi ) . La valvula esferica que libera el NOX la van a hacer funcionar con un servo ?
Un abrazo Ricardo
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Tochi
2007/08/01 - 16:31
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Muy buen trabajo… y excelente la presentación…, esperemos verlo pronto en el banco y algún día poder verlo volar en vivo y directo … Felicitaciones !!!
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Invitado
2007/08/01 - 21:15
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Bueno, antes que nada… gracias por los conceptos! grin
Vamos a tratar de responder todas las inquietudes y consultas
Guille, por el momento tenemos que resolver algunas cuestiones referentes al montaje interno del motor dentro del cohete. El tema de la rampa y la válvula de ignición no serían el principal problema a éste nivel, pero efectivamente son distintos escollos a superar paso a paso. Obviamente no somos los únicos que hemos tenido la misma idea respecto a la válvula esférica, pero lo más interesante de todo es que TODOS tenemos un patrón de resolución de los problemas en formato similar. Eso ayuda muchísimo a realimentarse y avanzar en los proyectos.
Fabian, el aluminio T6 lo venden acá en Rosario en una firma especializada en ello llamada BRAS S.A., ahi venden tubos, caños, chapas y perfiles, con cortes a medida o “al peso”.
Ricardo, el tanque de NOX efectivamente ha sido calculado para soportar más de 60Kg x cm2, de hecho supera con creces ese rango. No obstante y para el llenado del mismo, cuenta con una válvula superior de venteo que podrá ser cerrada al finalizar la carga del mismo. Tené presente que los motores comerciales utilizan tanques de combustible de aluminio y bastante más delgados que el nuestro. Habitualmente se compensa la tensión dinámica del material utilizando una forma curvada en los extremos (como los matafuegos de CO2).
Respecto a las válvulas Está mini-válvula esférica no es común y silvestre… está preparada para soportar presiones de 40 Bars (apróx. 40Kg x cm2) y por lo tanto está construida de una forma muy robusta y montada sobre teflón. No son las que se compran en cualquier ferreteria para uso en gas domiciliario ni mucho menos para liquidos. Son válvulas de alta presión y tienen una rigidéz bastante grande. Por lo tanto se requeriría de un servo muy fuerte para accionarlo.
Para la liberación de la válvula de ignición tenemos 2 alternativas posibles Una con un solenoide que libere un pestillo de traba y la otra alternativa es utilizar una carga pirotécnica para que libere el mismo pestillo.
Hasta ahora nos estamos inclinando por la 2ª solución… No obstante y para las pruebas estáticas tan solo emplearemos el método “Mythbusters” es decir… tirar de un cordón atado a la manija de la válvula !!! smartass
FOTO DE SOLENOIDE DE LIBERACION
http//upload2.postimage.org/75304/solenoide01.jpg
No duden en consultar o efectuar sus sugerencias al respecto. Todo proceso experimental es un largo camino de aprendizaje, pruebas y ensayos. Lo bueno de todo esto.. es que hay mucho por innovar y no está escrita aún la última palabra sobre métodos y procedimientos a seguir.
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Invitado
2007/08/01 - 23:09
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
GRANOS PARA MOTOR HIBRIDO
Cuando hablamos de grano para el motor híbrido, nos referimos puntualmente al combustible que reaccionará en conjunto al NOX a fin de lograr el empuje necesario para el impulso del cohete.
Habiendo muchas alternativas disponibles para dicho fin, los cuáles varían entre sumamente barátos y sencillos de conseguir, hasta excesivamente caros y difíciles de elaborar.
Las distintas alternativas que consideramos fueron
- PVC Costo bajo, fácil de conseguir, nivel de ISP medio y leve toxicidad en los gases.
- PP (Polipropileno) Costo bajo, muy fácil de conseguir, nivel de ISP medio y baja emanación de gases.
- RESINAS POLIESTER y EPOXI Costo medio-alto, relativamente fácil de conseguir, nivel de ISP alto y baja emanación de gases.
- ACRILICO Costo altisimo, difícil de conseguir, nivel de ISP alto y baja emanación de gases.
- PARAFINA Costo bajo, fácil de conseguir, nivel de ISP muy bajo y nula emanación de gases.
- ALQUITRAN Costo bajo, difícil de conseguir, nivel de ISP medio y alto nivel de emanación de gases
Básicamente existen muchas combinaciones de componentes o mezclas con aditivos (Ej. Resina con polietileno ó Alquitrán con espesantes) que ayudan a lograr niveles de ISP y rendimientos más altos.
No obstante y puestos a considerar la sencillez en la puesta en marcha, así como el nivel de rendimiento buscado en el motor, nos decidimos por emplear principalmente granos hechos con un tubo de PP de sencilla y fácil manipulación. No descartamos que a futuro intentemos ensayar otras alternativas o combinaciones, pero para empezar con esto nos alcanza y sobra.
GRANOS DE POLIPROPILENO
http//upload2.postimage.org/76088/hibrido_granos.jpg
GRANOS DE PRE-IGNICION
Uno de los puntos clave en todo motor híbrido, es el encendido inicial del grano de combustible y la posterior combustión por descomposición del NOX.
Este procedimiento no puede realizarse como lo hacemos habitualmente por medio de un ignitor pirotécnico o incluso por medio de uno basádo en la famosa “pajita de gaseosa” rellena de polvora negra, como las que solemos emplear para el encendido de los candys.
Para iniciar la combustión del PP, así como el NOX se requiere una temperatura apróx de 400º y una duración suficientemente larga como para que el grano “prenda”.
En USA y EUROPA se utiliza habitualmente y sin que nadie lo cuestione siquiera, un grano de pre-ignición basádo en AP (Perclorato de Amonio) o directamente emplean un trozo de grano de AP de las recargas de los motores comerciales.
Como acá no tenemos acceso a ello y elaborarlo “caseramente” resulta sumamente dificultoso, complejo, caro y peligroso, debimos buscar alguna alternativa que facilite dicha ignición.
Oportunamente probamos con granos hechos con una mezcla de polvora negra + UHU (pegamento) + Nitrato de Potasio y obtuvimos resultados bastante altentadores, pero finalmente decidimos descartarlo por el hecho de no poder repetir los ensayos con los mismos resultados.
GRANOS DE PRE-IGNICION HECHOS CON POLVORA NEGRA Y UHU
http//upload2.postimage.org/75863/DSC01435.jpg
La alternativa más potable que barajamos era la de emplear un trozo de grano de candy y de hecho eso fue lo que empleamos el año pasado en el ensayo del primer prototipo. La realidad es que el candy tiene un quemado MUY RAPIDO para los requrimientos del grano y no genera la suficiente temperatura necesaria para tal fin.
ACA SE VEN LOS GRANOS DE CANDY EMPLEADOS EN EL PROTOTIPO, ASI COMO EL GRANO DE POLIPROPILENO
http//upload4.postimage.org/1930331/DSCF8426.jpg
Por lo tanto nos pusimos nuevamente a investigar las alternativas disponibles y finalmente decidimos ensayar una versión combinada de grano basádo en resina con una mezcla liviana de termita ( Oxido férrico + Aluminio )
Los componentes empleados finalmente fueron
KCLO4 (Perclorato de Potasio)
KNO3 (Nitrato de Potasio)
Fe2O3 (Oxido Férrico)
Al (Aluminio en polvo)
Resina (Resina Epoxi de alta pureza)
La preparación de la mezcla es bastante más limpia y sencilla que la “cocinada” de candy, ya que no todo se prepara “en frio”. No se requiere calentar nada y los granos resultan de una consistencia pastosa y moldeable. Cuando endurecen (24hs) quedan con una textura similar al plástico y permite ser perforado, torneado o serruchado sin mayor problema.
GRANOS EPOXI LISTOS PARA ENSAYO
http//upload2.postimage.org/75888/01_Granosparaensayo.jpg
Un factor importante a tener en cuenta es que estos granos NO SE PUEDEN ENCENDER CON UN IGNITOR PIROTECNICO! smartass
¿Porqué? Por la sencilla razón que la “explosión” del ignitor no alcanza a encender el grano y tan solo logra quebrarlo!
A fin de demostrar éste efecto, procedimos a ensayarlo y acá tienen una secuencia fotográfica que lo documenta
http//upload2.postimage.org/75901/02_Ensayodeignici_nconpirot_cnico_a.jpghttp//upload2.postimage.org/75907/02_Ensayodeignici_nconpirot_cnico_b.jpghttp//upload2.postimage.org/75911/02_Ensayodeignici_nconpirot_cnico_d.jpghttp//upload2.postimage.org/75912/02_Ensayodeignici_nconpirot_cnico_e.jpg
Así que la alternativa a emplear para encenderlo es utilizar un alambre de nichrome embebido dentro del grano (lo más cerca del núcleo) o idealmente emplear una resistencia de 3 Ohm de 1/8 watt (muy chiquitita) que al aplicarle una tensión de 6v a 12v se pone incandecente sin llegar a quebrarse. Con esta resistencia alcanza perfectamente bien a encender el grano y por lo que hemos podido corroborar el quemado es sumamente parejo y satisfactorio.
No obstante, teniamos que evaluar al mismo tiempo 2 cuestiones fundamentales
- Duración del quemado dentro de una camara de combustion y la duración del quemado al aire libre.
- Nivel de temperatura alcanzado por éste grano a fin de iniciar la combustión del PP.
Acá les dejo un par de fotos ilustrativas, así como un par de videos del ensayo
GRANO DE PRE-IGNICIÓN DE 25MM DE DIAM. 1CM ANCHO 5 GRAMOS DE PESO Y 6 SEGUNDOS DE ENCENDIDO (CONFINADO) !!!
http//upload2.postimage.org/75955/03_Granode1cm_5gramos_6segundos.jpg
SEGUNDO ENSAYO DE QUEMADO
http//upload2.postimage.org/75966/04_Ensayodeignici_ndegranosyquemadodePP.jpg
Pueden notar perfectamente bien como ha quemado el PP al encenderse. La cubierta externa del PP permanece bastante fria en relación al interior y consideramos que no necesitará ser inhibida externamente. El grano de 1cm de ancho es el que fue empleado en el ensayo del siguiente video
Prueba de duración de encendido en ambiente cerrado http//www.youtube.com/watch?v=LTcXVLFhtds
La principal diferencia que observamos en relación al quemado del grano de candy, es la DURACION del mismo. Básicamente logramos establecer una relación de casi 1 segundo por gramo del ignitor. Esto es muy importante, porqué nos determinará el momento exacto en el cuál podremos abrir la válvula de NOX para el encendido del motor! smartass
Finalmente, acá tienen un video que muestra la fuerza y limpieza (muy poco humo en relación al candy) del quemado de este tipo de granos
Prueba de quemado al aire libre http//www.youtube.com/watch?v=CQG7IY28pe8
Un detalle a considerar es el quemado concentrico a partir del lugar de “arranque” de la ignición. Eso nos indica que la resistencia deberá estar lo más cerca del núcleo del grano a fin de que el encendido se disperse lo más rápido posible al resto del grano.
Para terminar y tal como se puede apreciar en la foto del grano de ensayo del pirotécnico, la mezcla con resina ha dejado unas pequeñas burbujas de 1 mm2 de diámetro (apróx.), las cuáles pueden haberse producido por la generación de gas de amoníaco al curarse la resina o por algún leve rastro de humedad en los quimicos. A los fines del grano de pre-ignición del híbrido no tendrá ningún efecto, pero habrá que tenerlo en cuenta en caso de querer emplear esta clase de mezcla para un motor tipo “candy”.
Bueno, espero que toda esta información no los haya abrumado ya que he resumido en “pocas palabras” ( jajajajajaj… ) muchos meses de investigación, pruebas, ensayos y dolores de cabeza.
Nuevamente, cualquier consulta, inquietud o sugerencia será bienvenida.
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Invitado
2007/08/02 - 01:04
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Otra vez muy buen informe y muy explicativo.
Podrías decirnos las proporciones o pesos que usaron para el grano ignitor?
Saludos
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Tochi
2007/08/02 - 08:01
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Marcelo: solo por curiosidad el solenoide es de una impresora ?
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Invitado
2007/08/02 - 08:13
Re: Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Otra vez muy buen informe y muy explicativo.
Podrías decirnos las proporciones o pesos que usaron para el grano ignitor?
Saludos
Gracias Juan,
La fórmula básica es
KP 72%
Epoxi 21%
Oxido Férrico 7%
Sobre la misma se han analizado distintas variaciones
KP 70%
Epoxi 21%
Oxido Férrico 5%
Al en polvo 3%
y reemplazando parcialmente el percolorato por nitrato
KNO 56.00%
KP 14.00%
Epoxi 28.50%
Oxido Férrico 0.50%
Al en polvo 1.00%
Un factor importante a tener en cuenta es que NO ES NECESARIO hacer grandes cantidades para el grano de pre-ignición. Tené presente que para una misma masa de propelente, el quemado es más lento que un grano de candy, pero la presión generada es similar o superior en la mayoría de los casos. Richard Nakka tiene muy bien documentados sus ensayos con granos con mezcla epoxi, como para estudiar estas alternativas.
Mi sugerencia es hacer granos chicos para los ensayos y evaluar los tiempos en ambiente confinado (lo más similar a la configuración del motor) y al aire libre y medir el tiempo de quemado. Con una grano de apróx. 5gr van a tener una duración estimada de 5 segundos! Con eso basta y sobra para el arranque del motor. smartass
Les recuerdo que hay un dispositivo que publicamos que ayudará a medirlo a quienes quieran tener una precisión en la medición [url=http//www.coheteriaamateur.com.ar/foro/viewtopic.php?p=3626#3626]ACA
Saludos,
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Invitado
2007/08/02 - 08:18
Re: Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Marcelo solo por curiosidad el solenoide es de una impresora ?
No sabría decirte, los compré en una casa de electrónica ( $ 6,- hace 3 meses ) así tal cuál como lo ves. Me pareció bueno-bonito-barato y compré 2 de ellos para experimentar.
Te comento que con una bateria de 9v es prácticamente imposible retirar el núcleo del interior del bobinado. Probé de colgarle un peso de 5kg al mismo y lo soportó perfectamente bien! grin
La única función que necesitamos que cumpla (si es que lo utilizamos finalmente), es el de correr un pestillo de liberación mecánica (resorte) para que abra la válvula esférica.
Sds.,
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Invitado
2007/08/02 - 11:54
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Che realmente excelente, un laburo super profesional.
Los felicito a todos los del equipo, que hicieron esto posible.
Sería interesante conocer mas detalles de este propelente que estan utilizando, y ver como se puede adaptar a un motor de construcción similar al candy.
Un abrazo grande, y cualquier cosa que necesiten, aqui estoy.
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Invitado
2007/08/02 - 12:38
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Nuevamente, estoy asombrado… y me voy a tomar una “licencia poética”: me parece todo de la reputamadre!!!
Los felicito, viejos!!!
Abrazo,
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Invitado
2007/08/02 - 15:21
Respuesta: Motor Híbrido DMC-EX (38mm)
Felicitaciones por el muy buen desarrollo que estan haciendo, no cabe dudas de que tarde o temprano todo el esfuerzo se vera coronado con un excelente vuelo, esperamos verlo pronto y ser testigos de este importante paso en la coheteria argentina.Saludos
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Invitado
2007/08/02 - 16:53
Respuesta: Motor Híbrido DMC-EX (38mm)
Buenisimo che!!!
La verdad los felicito a todos los miembros del team, como dice Gulle de P..M… o como dicen aqui una pasada!!!
Para la apertura de la valvula esferica, tal vez puedas usar una tanza de pesca y cortarla con un alambre de microm la idea me la dio Alexander Belokurov para otra cosa pero me parecio muy buena tal vez te sirva.
Una preguntita mas off record de donde sacan tiempo para hacer tantas cosas !!! … es envidia sana eh!!!
Un abrazo Ricardo entre incendios y un calor sofocante jajajaja
Pd. En mi terraza llego a los 48º
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Invitado
2007/08/03 - 20:55
Respuesta: Motor Híbrido DMC-EX (38mm)
IM-PRE-SIO-NAN-TE por favor no cambien la forma de laburar nunca…
Uno deja de leer el foro un par de días y se encuntra con cosas como este desarrollo, el motor de Taba, el banco de Guille y no se cuantas cosas mas que no hacen otra cosa que engrandeser la práctica de este hobbie. Me encanta!!
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Invitado
2007/08/04 - 14:15
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Bueno, retomo este asunto, que está bueno:
¿Hay alguna curva de empuje calculado del motor, algún dato de masas y esas cosas como para simularlo e ir “palpitando” como va a ser?
Saludos,
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Invitado
2007/08/05 - 21:35
Re: Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Bueno, retomo este asunto, que está bueno
¿Hay alguna curva de empuje calculado del motor, algún dato de masas y esas cosas como para simularlo e ir “palpitando” como va a ser?
Saludos,
Guille
El tema concreto es que no hay mucho material disponible en internet para hacer cálculos de motores híbridos -tal como lo hay para los candys- y en base a una planilla que encontramos de los motores Rattworks (monocasco basádos en válvulas C.U.) pudimos calcular apróximadamente la curva para el prototipo empleado el año pasado en Córdoba.
El mismo tenia los siguientes valores
Motor Performance
Actual Burn Time 3,6sec
Total consumed propellant 0,64lbs (0,29 kg/s)
Practical ISP 218,8
Simulated Designation 38mm
619 Ns
139,06 lbf-s (63,0766 kg/s)
I170 (93%)
El nuevo motor tiene exactamente la misma cámara de combustión que el prototipo, pero varía fundamentalmente en que ahora el tanque de NOX tiene casi el doble de tamaño, con lo cuál el tiempo de quemado será mucho mayor.
El cálculo teórico estimado del mismo es de 5.3segs logrando un J157 con 835Ns
No obstante y viene bien la pregunta para hacer una aclaración respecto a los motores híbridos (experimentales al menos).
Hemos consultado a muchas fuentes en lo referente a los datos y fórmulas para los cálculos estimativos y de una u otra forma siempre llegamos a la conclusión de que resulta MUY DIFICIL determinar de ante-mano la performance simulada de un motor híbrido.
Hay muchos factores que incidien justamente en ello
Tipo de grano Si es una mezcla o mixtura puede variar la densidad y la distribución de la misma en el grano, incidiendo en la forma de quemado. Si es un grano tipo standard (pp, pvc o acrílico) ayuda a “estabilizar” la fórmula pero a su vez si se utilizan caños de ese material de distinto proveedor, TAMBIEN variará seguramente el nivel de resultado en el quemado.
NOX El oxido nitroso viene en distintas presentaciones. El mismo se lo vende para empleo hospitalario con un nivel de pureza distinto al que se emplea a nivel industrial (es el que utilizan para potenciar motores por ejemplo). Obviamente, la performance del quemado tambien variará acorde a la pureza del mismo.
Temperatura El NOX es sensible a la temperatura. Por ser un gas licuable (sin llegar a ser criogénico), el mismo varía notablemente el desempeño (levantando mucha más presión) al trabajar en temperaturas mayor de 20º (5080 kPa) que si funciona por debajo de ellas. En muchos casos, es necesario emplear mantas térmicas a fin de mantener descongeladas las válvulas del tanque y los conductos del líquido.
Inyectores Un punto clave en el rendimiento del motor híbrido es el tipo y diseño de su inyector. Si mantenemos toda la configuración del motor y variamos algún coeficiente en el mismo, seguramente la performance variará significativamente. Esto tiene que ver con la cantidad de aberturas que tenga, el diametro de las mismas, la distribución y sentido, etc. etc.
Obviamente, no es imposible simular esto, pero la mejor forma de establecer la performance del motor sigue siendo el empleo de un BEM ( Banco de Ensayo de Motores ) midiendo allí la mayor cantidad de variables posible, especialmente el empuje y duración del quemado.
Acá les dejo un link para bajarse una planilla para cálculos de motores híbridos monocasco ( válvula UC ) que les dará una idea de qué se trata http//www.privatedata.com/byb/rocketry/exp/hybrid/HDAS/HDASv1.6.xls
Finalmente y para compartir con todos uds. una herramienta que les será de mucha utilidad, les recomiendo pegarle un vistazo al SIMULADOR ON-LINE de motores híbridos http//hybridsky.com/hsim/index.html
Documentación http//hybridsky.com/hsim/hsim%2002%20documentation.htm
Descarga a la pc http//hybridsky.com/downloads/hsim02.zip
Saludos,
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Invitado
2007/08/06 - 07:54
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Buenísimo, muchas gracias por la info…
A propósito, lo de la temperatura del NOX (garrafa, etc.) es TODO un tema; en la internet -y más de cerca- hay gente que gasta toneladas de guita en un equipo comercial y luego no le funciona porque no entiende la muy básica relación temperatura - presión - volumen de los gases… en el caso del NOX usado en cohetería, yo creo que en los resultados finales debe tener mucha más importancia que uno maneje bien esos conceptos que la propia pureza del NOX, porque se trata de un oxidante en fase líquida y que es auto-presurizado y si eso no se entiende bien, el motor NO ANDA!!! (tanque medio vacío, o con poca presión, etc.) Y hablando de eso, lo del “BEM” me hace acordar…
Saludos,
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Invitado
2007/08/06 - 10:11
Re: Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Me auto-corrijo o amplío el concepto, creo que es importante
… la muy básica relación temperatura - presión - volumen de los gases…
quizá es una relación muy básica de entender, pero no tan sencilla de manejar y menos en el medio del campo y en invierno ¿no?
Abrazo,
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Invitado
2007/08/06 - 23:17
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Efectivamente. La presión del NOX varía notablemente a temperaturas por sobre los 20º C respecto a las menores. Es por ello que la mejor forma de obtener una lectura de “llenado” de un tanque de NOX está en su pesaje, más que en la presión que indique el medidor.
Acá hay información sumamente detallada sobre el Oxido Nitroso http//es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_nitroso
En nuestro motor de ensayo, el tanque es un cilindro de 45mm de diám. int. (22.5mm de radio) y 460mm de largo con un espesor de 2.5mm.
Yendo a nuestro caso en particular, y en referencia al tanque de NOX se aplica el siguiente cálculo
Volumen = PI x r2 x A
Volumen = 3.1415 x 22.5mm2 x 460mm
Volumen = 731.57 cm3
El NOX tiene una densidad de 1.2 × 103 kg/m3 o lo que sería equivalente a 1.2 g/cm3 por lo tanto el peso total del NOX debería ser de 877.88 gramos
Ya que estamos en tren de postear fórmulas, seguimos un poquito más… y vamos con la densidad y seguridad de los tubos de aluminio T6 6061 que usamos para el tanque y la cámara de combustión.
Referencias para los cálculos de stress http//www.efunda.com/formulae/solid_mechanics/mat_mechanics/pressure_vessel.cfm
Para calcular la presión en un envase cilíndrico sujeto a presión interna se debe determinar el stress longitudinal.
Haciendo un corte a traves del cilindro y considerando un equilibrio estático de la presión, es decir el stress alrededor de la pared debe ser el resultante del balance de la presión interna a traves de la sección en consideración.
Aplicando la primer ley del movimiento de Newton, obtenemos finalmente
Stress Longitudinal = (p.r) / (2 t)p = Presión del NOX
r = radio del cilindro
t = espesor del cilindro.Nos queda
Stress Longitudinal (Kgf/cm2) = (60 x 22.5) / (2 x 2.5) = 1350 / 5 = 270 Kgf/cm2
Por otro lado, para calcular la stress en el aro del cilindro, se emplea la siguiente fórmula
Stress anular = (p.r) / t
Stress anular (Kgf/cm2) = (60 x 22.5) / 2.5 = 1350 / 2.5 = 540 Kgf/cm2
Finalmente y acorde a consideraciones de estandares de fabricación de aluminio T6 6061, se considera el punto de ruptura a nivel de la soldadura de extrusión entre un (super-pesimo) 80% a un 95% (realista) nivel del material en si mismo.
Resumiendo, el 80% de 270 Kgf/cm2 (longitudinal) son 216 Kgf/cm2 con lo cuál estamos por encima de un 200% sobre el nivel de seguridad requerido para la carga y ensayo del tanque de NOX.
Toda esta información es muy importante a tener en cuenta en relación a los márgenes de seguridad que se deben considerar al trabajar con gases de alta presión y las implicancias en el manejo de todos los accesorios vinculados a los mismos.
Jamás está demás sobre-exceder dichos márgenes en pro de una tranquilidad sobre los elementos que manipulamos y más aún dentro de un espectro experimental donde la mayoría de los procedimientos los vamos desarrollando en base a la aplicación práctica de conceptos teóricos.
Bueno, espero que esto les siga resultando de interesante como nos pasa a nosotros!
Saludos,
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Tochi
2007/08/07 - 08:14
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Marcelo: no entendi muy bien, pero usaste como espesor de calculo para el cilindro del NOX, el espesor que te queda de restar la altura del filete de la rosca ? No olvides tambien que roscar el tanque es casi como una invitación al corte por donde roscaste, debido entre otras a la fatiga que provocaranan las diferentes temperaturas del tanque. No lo aprecie en las fotos, pero, si en el interior de los tubos hay algún indicio de la rosca del exterior ( algo común cuando se roscan caños finos) el material se ha deformado ( y faligado ) durante el torneado, si el indicio no es visible, puede ser que lo sea (si existe obviamente) pasandole una lija muy fina se haran visibles las ondulaciones…
Como vos sabes, trabajo diseñando recipientes sometidos a presión y cuando hay que usar roscas el codigo (A.S.M.E) no te permite roscar por debajo de determinados espesores, obviamente, esto es experimentacion, y los margenes de seguridad son menores, creo que desde el punto de vista de la seguridad el sistema de seeguer con tapas planas es mucho mejor, cuando vos presentaste tu diseño de motor con seeger lo adopte como estandard para los mios ya que algunas tapas de cierre rapido que diseñamos para alta presión en filtros de gas usan el mismo concepto y cambiar de ese diseño al de roscas me parece (esto dicho con el mayor de los respetos) un retroceso en lo que respecta a la seguridad.
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Invitado
2007/08/07 - 09:46
Respuesta: Motor Híbrido DMC-EX (38mm)
He aprendido algo más!
Me resultó muy interesante el comentario.
Gracias Marcelo!
Un abrazo
Taba
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Tochi
2007/08/07 - 09:59
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Aclaro en concepto anterior… si bien trabajar con seeguer implica usar tambien O-rings que se que se rigidizan con bajas temperaturas perdiendo propiedades de sello, ante una eventualidad estos dejaran escapar el gas que es preferible a que el tanque se corte abrputamente por el lugar donde roscamos…
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Invitado
2007/08/07 - 10:07
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Interesantes conceptos de ambos Marcelos, es un tema para conversar a fondo… pero en mi comentario sobre líquidos autopresurizados, la verdad es que el tema seguridad ni se me pasó por la mente…
En realidad me refiero a que al cargar un tanque con NOX pasan, o se espera que pasen, varias cosas:
1 - Se espera que el NOX desplace al aire dentro del tanque, y para eso hay una salida de venteo.-
2 - Se espera comprobar que el tanque se ha llenado con NOX en fase líquida, y también para eso se usa el venteo, al ver brotar un chorro de NOX luego de los vapores.- Vale aclarar que si el venteo no es capilar es difícil que ocurran estas cosas (desplazar el aire y lograr el llenado en fase líquida).-
3 - Se espera que no todo el NOX permanezca en fase líquida dentro del tanque de vuelo, pero que si lo haga una cantidad tal como para ocupar una buena parte del volumen del tanque (entre el 60 y el 80% del volumen, idealmente), para que la fase gaseosa del NOX que ocupa el espacio restante presurize a todo el tanque con una tensión suficiente como para inyectar NOX en fase líquida dentro de la cámara de combustión, y que lo haga “venciendo” la compresión de la cámara en funcionamiento (motor encendido)…
A ese tipo de cosas me refería, que pueden ser complejas de lograr en el campo, y más aún en climas fríos, y también creo que lograr un manejo correcto del NOX es muchísimo más importante que la calidad del gas…
Como para tener idea ¿qué presión se espera tener en el campo dentro de la garrafa de carga y cuanto debe haber (presión de trabajo) en el tanque de vuelo?
Saludos,
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Invitado
2007/08/07 - 10:24
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Marcelo,
Todo lo contrario!!! Te agradecemos totalmente el interés y comentarios de éste tipo. La critica constructiva es lo que más aporta a un proyecto experimental y tal como lo digo siempre Es preferible demorar las cosas y replantearlas 1 y 1000 veces, ANTES que lamentar el esfuerzo dilapidado en tan solo 1 segundo.
Concretamente hemos tenido en cuenta tu concepto y es por ello que el sistema de rosca efectuado es EXTERNO, siendo que la tapa de acero 1010 cubre el roscado.
Si te fijás en el croquis del motor y del tanque de NOX, verás que efectivamente la totalidad de la rosca está cubierta por la tapa de acero. Ayudando a mantener reforzado dicho punto.
http//upload2.postimage.org/158981/Hibrido.jpg
NOTA IMPORTANTE
De todos modos y luego de tu comentario, saqué nuevamente el tanque y ajusté las tapas hasta el final… Y ME DESAYUNE CON QUE LA ROSCA ES MAYOR QUE LA QUE LE HABIAMOS INDICADO AL TORNERO! Francamente, en todas las oportunidades que armamos las tapas, no las ajustamos hasta el fondo y ahora -gracias a tu comentario- descubrimos que vamos a tener que quitarle 1 o 2 filetes al mismo!
Muchisimas gracias por la observación !!! grin
Otra cosa muy importante y en referencia al tema segger como cierres. Obviamente resultan sumamente funcionales y resultaron una alternativa mucho más segura que los tornillos para la fijación de tapas y toberas. Cuando hablamos de muescas de 0,75mm en acero podemos obtener resistencia a la presión en un orden superior a los 2000Kgf/cm2!!! De todos modos, la recomendación que te puedo dar en base a nuestra experiencia es NO UTILIZARLOS CON TUBOS DE ALUMINIO!
En el caso del prototipo del híbrido que ensayamos en Cba. el año pasado los mismos fueron totalmente barridos hacia el exterior por la sobre-presurización que tuvo el tubo al hacer un blow-back con los gases.
Acá adjunto una foto de como iba asegurado el tanque con el seeger
http//upload2.postimage.org/159067/DSCF8431.jpg
De todos modos, la función de dichos seeger se han cumplido perfectamente bien y al momento de estallar, salieron para arriba y abajo respectivamente evitando que el motor explote a nivel de la estructura y el daño se limitó a que las tapas se clavasen en la tierra y en el soporte superior del motor.
Bueno, reitero el agradecimiento y los conceptos! Desde ya que tomaremos en cuenta los mismos.
Un abrazo,
\
Invitado
2007/08/07 - 11:57
Re: Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Como para tener idea ¿qué presión se espera tener en el campo dentro de la garrafa de carga y cuanto debe haber (presión de trabajo) en el tanque de vuelo?
Saludos,
Guille,
Una imágen vale más que mil palabras
http//upload2.postimage.org/160203/1_Medici_ndepresi_ndeltanque.jpg
La presión dentro del tanque son unos respetables 55Kg/cm2 los cuales son suficientes como para arrancarte un dedo si es que no manejas los elementos con el debido “respeto”.
En la tanque del motor se debe considerar una variación de apróx. + 10% como márgen de seguridad y es por ello que tomamos como referencia una presión de 60 Kg/cm2 para todos los cálculos y de allí para arriba en lo referido a márgenes de seguridad.
Siempre hay una relación entre el costo y los beneficios en los elementos empleados. Tratamos de encontrar un punto intermedio en el cuál manejamos esos márgenes sin necesidad de efectuar gastos innecesarios.
Concretamente, las válvulas ideales para emplear deberían ser de acero inoxidable con un costo de apróx. USD 100,- c/u. (para presiones de 100Kg/cm2).
Nosotros hemos conseguido unas válvulas italianas de acero común, montadas sobre teflón (para gases de alta presión) con soporte de presión nominal de 40Kg/cm que según las especificaciones del fabricante tiene una tolerancia superior al doble para roturas. Esas son las válvulas que ensayamos a principio de año ( posteadas ACA ) y nos dieron un excelente resultado. Cuanto cuestan estas válvulas? $ 25,- (pesos!) smartass
Acá tienen una vista cercana de esas válvulas
http//upload2.postimage.org/160395/4_V_lvulapostensayo.jpg
Para terminar y reiterando lo dicho en un par de posteos anteriores
El desarrollo y ensayo de un motor híbrido tiene muchisimo de experimentación. Son casi infinitas las variables en juego y lo que intentamos es dividir el “problema grande” en muchos pequeños problemitas factibles de resolverse por separado. No dudamos en que a medida que se acerque el día del ensayo surgirán aún más y más cuestiones a resolver, pero lo importante es no “estancarse” en uno de los problemas y seguir adelante con todo el proyecto en conjunto.
Francamente no nos resulta tan importante si el motor resulta ser un I o un J o si “tira” 5 segundos o 10 segundos!, sino el hecho de establecer pautas mínimas entre los cálculos, los ensayos por separado y finalmente oír la “sinfonía” sonando en conjunto. Si resulta ser un gran BOOOM, aprenderemos de los errores cometidos… smartass y si resulta en un ensayo exitoso, abriremos una botella de champagne y brindaremos! lol A partir de ello es donde ajustaremos para un siguente prototipo los cálculos y fijaremos los nuevos objetivos a lograr.
Sabemos ciertamente que hay gente que le gusta pasarse el tiempo sacando cálculos, analizando y cuestionando absolutamente todo y enroscandose con todo lo que sea factible. Nosotros tratamos de ser más pragmáticos al respecto y es por ello que aprendimos que no hay nada más valedero que ensayar las cosas directamente y no dar tantas vueltas, ya que al final lo único que logran es quitarte las ganas de hacer cosas.
Saludos,
\
Tochi
2007/08/07 - 12:03
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Marcelo y Guille: hice este razonamiento, corrijanme si estoy equivocado, si en la camara de combustión la presión generada fuese de 40 kg/cm2 ( solo como ejemplo ) debemos esperar que el tanque este presurizado por sobre ese valor para que el liquido pueda fluir hacia la camara, eso es asi ?
Marcelo: el refuerzo que agregan las piezas exteriores solo lo hace en el sentido radial, pero la presión tambien ejerce traccion sobre el fondo y genera ezfuerzos longitudinales que tienden a abrir los filetes de la rosca, por tacción de la tapa, en este caso aunque rosques hasta el fondo o incluso extiendas la tapa por sobre el caño sin rosca nada evitara que el ultimo filete se pueda abrir…
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Tochi
2007/08/07 - 12:24
Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Marcelo: se cruzaron los posteos, aclarado el tema de la presión del tanque…
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Invitado
2007/08/07 - 12:30
Re: Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Marcelo y Guille hice este razonamiento, corrijanme si estoy equivocado, si en la camara de combustión la presión generada fuese de 40 kg/cm2 ( solo como ejemplo ) debemos esperar que el tanque este presurizado por sobre ese valor para que el liquido pueda fluir hacia la camara, eso es asi ?
Marcelo el refuerzo que agregan las piezas exteriores solo lo hace en el sentido radial, pero la presión tambien ejerce traccion sobre el fondo y genera ezfuerzos longitudinales que tienden a abrir los filetes de la rosca, por tacción de la tapa, en este caso aunque rosques hasta el fondo o incluso extiendas la tapa por sobre el caño sin rosca nada evitara que el ultimo filete se pueda abrir…
Es totalmente correcta tu aseveración! smartass
De todos modos, nos queda entre 1.25 y 1,5mm de espesor en ese tramo. En base a lo que sabemos de los motores comerciales (rattworks, etc.) ellos emplean tubos de aluminio de entre 1.25 y 2mm de espesor para los suyos y tambien tienen un roscado exterior en algunos casos…
Fijate en la animación paso a paso del funcionamiento de un motor híbrido de ellos y verás que el cierre es similar http//www.hawkfeather.com/rockets/hybrid_tutorial.html
Por otro lado, los motores Skyripper, emplean un sistema de cierre con seeger! ( http//www.aeroconsystems.com/motors/skyripper/skyripper_home.htm ) y en un aluminio muchisimo más delgado.
Como para afirmar lo que escribí antes… es cuestión de experimentación y adaptar el mejor resultado o criterio a lo que nos resulta funcional. No descartamos el hecho de volver a intentar el tema de los seeger, ya que a nivel de maquinado es muchisimo más sencillo que el roscado.
Muchisimas gracias nuevamente por tus consejos! Realmente nos resultan constructivos y son la clase de ayuda que siempre viene bien!
Abrazo,
\
Invitado
2007/08/07 - 13:08
Re: Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Francamente no nos resulta tan importante si el motor resulta ser un I o un J o si “tira” 5 segundos o 10 segundos!, sino el hecho de establecer pautas mínimas entre los cálculos, los ensayos por separado y finalmente oír la “sinfonía” sonando en conjunto. Si resulta ser un gran BOOOM, aprenderemos de los errores cometidos… smartass y si resulta en un ensayo exitoso, abriremos una botella de champagne y brindaremos! lol A partir de ello es donde ajustaremos para un siguente prototipo los cálculos y fijaremos los nuevos objetivos a lograr.
Sabemos ciertamente que hay gente que le gusta pasarse el tiempo sacando cálculos, analizando y cuestionando absolutamente todo y enroscandose con todo lo que sea factible. Nosotros tratamos de ser más pragmáticos al respecto y es por ello que aprendimos que no hay nada más valedero que ensayar las cosas directamente y no dar tantas vueltas, ya que al final lo único que logran es quitarte las ganas de hacer cosas.
Marcelo, me conocés y sabés que no soy de andar dando vueltas sin hacer nada práctico ni soy de pasarme la vida haciendo cálculos en papel, sino que me gustan las cosas que funcionan.- Entre el escenario del “calculista” que nunca hace nada concreto y el del experimentador -ferretero que jamás hace una cuenta… hay mucha distancia.- En mi caso, trato de ubicarme en el punto intermedio que parezca más adecuado en cada circunstancia.-
En este caso, mi consulta sobre la diferencia de presiones (garrafa/tanque) es muy concreta y no está dirigida a conocer cuestiones de seguridad, ni intento determinar cuanto tiempo va a empujar el motor ni su clase probable; en otras palabras, no me “enrrosco” en nada relativo a la performance posible… simplemente intento imaginarme -en mi humilde criterio y con mi muy básico nivel de conocimientos, mediante lo que estoy viendo- si es que ese diseño puede llegar a funcionar o no, dicho esto con el mayor de los respetos y sin intentar desvirtuar el trabajo, la experiencia y los estudios de los demás sólo intento conocer detalles para imaginarme situaciones, en este caso sin hacer un sólo cálculo.-
Por lo general, así me manejo imaginandome el “gran cuadro” para luego bajar a detalle, concentrandome y tratando de entender los puntos que me parezcan -en mi criterio- los más problemáticos.- Recién luego de tener perfectamente dominado -en mi humilde entendimiento- tanto el “gran cuadro” como todos los detalles que logré detectar… recién allí comienzo a hacer alguna cuenta.- Y muchas veces pasa que al comenzar a hacer cuentas, aparecen más detalles a resolver; el secreto está en cuando detenerse y pasar a la práctica.- Son simples técnicas de calidad aplicadas a la vida cotidiana, y obviamente ponendo mayor énfasis en lo que cada cual considera relevante.-En este caso, creo que más allá del diseño general del híbrido (que es el “gran cuadro” y es un tema complejo), puede haber otros detalles interesantes o de importancia, y de ahí nace mi curiosidad.-
Y vuelvo al punto llenar un tanque de vuelo de un modo controlado, con presiones conocidas (o al menos con las presiones necesarias para una determinada tarea) y con una adecuada relación de fases (líquido/gas) va mucho más allá de los temas de seguridad, puede no ser una tarea trivial… y puede ser la diferencia entre el éxito y el fracaso del motor; es más, creo que es un tema más importante que la calidad de los propelentes (de ambos, del gas y del sólido) y hasta puede ser más importante que el funcionamiento de la propia pastilla de ignición.-
En mi humilde opinión, en toda la gestión y el diseño de un motor híbrido, nada rivaliza en complejidad con el manejo operativo de los gases; quizá el diseño del inyector, pero eso es ya “hilar muy fino”.- El resto es complejo pero más manejable, me parece hasta más “mundano”…Simplemente esas son mis reflexiones.-
abrazo,
\Invitado
2007/08/07 - 13:47Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Guille,
El palo no fue para vos (Aparato!!! >
> ) y menos para Marcelo! (recién hablé 45’ por telefono con él y le aclaré ese tema justamente), sino como recordatorio de algunas personas conocidas nuestras desde hace tiempo que a la larga terminaban de demoler cualquier intento concreto de “hacer cosas”.
Te acordás del pavote circuito del TIMER que mandaste una vez? Estuvimos casi 2 meses dando vueltas con eso y finalmente desistí de armarlo… optando por un diseño que hablamos entre vos y yo por correo privado!!! >
>
El comentario al que me refería en concreto y tal como vos mismo lo planteas como metodología de encarar las cosas, es muy similar. Toda la teoria y los cálculos se desvanecen de inmediato si es que uno se olvida de un detalle sutíl o sumamente obvio (como llenar el tanque!)
Vos tambien me (nos) conocés y sabes que ninguno de nosotros es experto en manipulación de gases o sistemas de alta presión (Como lo es Marcelo Gomez) y estamos aprendiendo mientras “hacemos camino”. El factor principal -tal como lo hablamos varias veces- es encontrar un punto de elaboración de las cosas que queremos fabricar sin tener que empeñar las joyas o hipotecar la casa en el camino.
Nuestro principal objetivo -trás el correcto funcionamiento del motor- es que el proyecto sea económicamente factible y realizable!
De qué vale que hablemos de un ensayo de un motor cuasi-comercial que cuesta entre 500 o 1000 dolares ??? Cuál es el mérito ahí? La cuestión pasa por el hecho de que sea un proyecto totalmente viable dentro de un marco de realidad nacional y que los materiales o técnicas empleadas sean factibles de ser reproducidas y mejoradas por otros!
Si tenemos que comprar un manto eléctrico para calentar los tubos y eso nos cuesta $ 300,- vamos a evaluar si existe la posibilidad de calentar el ambiente de ensayo encendiendo tan solo un parrillero y ambientar mejor el lugar! Esto es una cuestión figurativa, pero obedece al hecho de aplicar el ingenio para resolver cuestiones de recursos limitados.
Espero que haya quedado aclarado el punto! Nos resulta sumamente valioso éste feedback de parte de todos uds. y reiteramos el interés de poder obtener un resultado que permita que otros lo aprovechen para sus propias experiencias y en lo posible lo mejoren aún más, para que todos nos veamos beneficiados con ello!
Abrazo,
\Tochi
2007/08/07 - 14:19Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Marcelo: agradesco tu calificacion de “experto” pero quiero aclarar que si bien diseño equipos que trabajan a alta presion estoy lejos de ser un experto, y mucho menos en lo que hace a la operación en el campo practico de dichos equipos.
\Invitado
2007/08/07 - 15:28Re: Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Ante todo, no siento nada de esto como un “palo”, Marce.-
En cuanto a gente que gasta dinerales en equipos comerciales y las cosas no les andan, el mundo está lleno de ellos. Ya que traés el tema, creo que vos no los viste, pero a algunos de esos personajes -casualmente, el mismo tipo del timer, mirá vos- les solucionamos en nuestro campo el problema de la “manta térmica” para el NOX calentandoles la garrafa a bañomaría en una simple cocina a leña, y adentro de un rancho… y solucionando con modestia pero con ingenio muchas otras cosas más… y de ese modo todo les funcionó PERFECTO y les funcionó SIEMPRE, cada vez que vinieron!!! Simple trabajo de un equipo de gente idónea.- En cambio, cuando se cortaron solitos… ya sabés el resto de su historia… ¿Casualidad? Puede ser, si fuera sólo una vez… En fin…Volviendo al tema, lo que quiero hacer notar -y vuelvo al punto- es que es difícil llenar un tanque de gas parcialmente licuado y hacer que ese gas se comporte como uno quiere.- Y por eso pregunto y repregunto, no para hacerme el “matemático” (no lo soy) ni para molestar como hizo aquel tipo del timer (sin razón, por supuesto y volvemos al mismo personaje), sino para verificar si entendí todo lo que estoy viendo y si -en mi entendimiento- las cosas van a funcionar; estoy tratando de ayudar, no de impedir o molestar.- Y si veo algo que no entiendo o que decididamente no funciona, lo voy a decir y voy a aportar probables soluciones.-
Volviendo al llenado del tanque, hay varios modos de hacerlo, que parten básicamente de dos modelos
a) Tanque “venteado” (estilo de lo que están haciendo ustedes); y
b) Tanque ciego (estilo “garrafa”, vale para las de propano-butano, oxígeno, CO2, NOX, etc., y hasta hay híbridos así, caso Aerotech, un modelo que fracasó comercialmente).-En el estilo “venteado” es necesario usar un regulador de presión -manoregulador de doble cuadrante- a la salida de la garrafa (para no intentar igualar la presión de la garrafa -alrededor de 50 Kg/cm2- con la presión inicial de 1 ATM -1 kgr/cm2- del tanque) y como venteo un capilar que permita a la vez la presurización del tanque, el venteo previo del aire y la visualización del llenado, si no se hace así, la cosa puede no funcionar… Las preguntas concretas son
1 - ¿Hay capilar de venteo en el tanque o hay únicamente una válvula esférica? Sin el capilar probablemente nunca se consiga obtener gas licuado en el tanque… Un capilar bien barato puede ser un simple gicleur de 0,5 mm de un carburador de Renault 12.-
2 - ¿Cómo se regula la diferencia de presión entre la garrafa y el tanque? Si se llena directamente, se puede congelar todo y es probable que el tanque nunca se llene…Bueno, es eso…
Abrazo.-
\Invitado
2007/08/07 - 19:13Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Guille,
Está clarisimo el ejemplo que diste y obviamente tomamos nota para ello cuando hagamos los ensayos! Estimo que deberemos encontrar alguna forma de calentar el tubo para lograr el mismo efecto…
El tanque tiene una válvula de venteo basáda en un purgue de un chevrolet que tiene la particularidad de sellearse para adentro. Cuando vuelva a casa (estoy en la oficina) voy a subir un par de fotos para clarificar el sistema.
La idea es que una vez llenado el tanque (utilizaremos una balanza para determinarlo), podamos cerrar el purgue antes de desconectar la manguera de llenado. Nuevamente, en casa tengo un croquis (paint) de como es apróx. el circuito de GSE que tenemos pensado aplicar. Espero tus comentarios al respecto, en base a la experiencias previas que han tenido en el campo!!!
De todos modos, creo que el sistema de llenado electrónico del HyperTek es muy distinto al nuestro. Nosotros nos asemejamos más al modelo “MythBusters” para efectuar el llenado e ignición del motor! >
Respecto al llenado, te puedo asegurar que se vé perfectamente bien la fluidez del NOX en la fase líquida cuando circula por la manguerita de Tecalan. El año pasado fui yo quien justamente abrió la válvula de llenado y se puede ver perfecto como “corre”. Chiche y Diego me avisaron cuando cambió el vapor gaseoso del purgue por uno más blanquecino correspondiente a la fase liquida del mismo y en ese punto cerramos la válvula del regulador de llenado.
Abrazo,
\Invitado
2007/08/07 - 20:41Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Posteo desde casa las fotos y dibujos prometidas
Croquis genérico de conexiones entre tanque y cámara de combustión
http//upload2.postimage.org/168303/prototipoDMC.jpgCroquis genéricos del circuito de llenado de NOX
http//upload2.postimage.org/168305/CircuitodellenadodeNOX.jpgVálvulas de purgue (Abiertas)
http//upload2.postimage.org/168313/valvulas_abiertas.jpg
Nota La válvula que vamos a emplear es la de la derecha con el adicionado de un mini o-ringVálvulas de purgue (Cerradas)
http//upload2.postimage.org/168330/valvulas_cerradas.jpgVista del tanque de NOX con la válvula de purgue y la válvula de llenado unida al mecanismo de liberación rápida
http//upload2.postimage.org/168342/DSCF8960.jpg
Saludos,
\Invitado
2007/08/07 - 22:42Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Ahora me queda un poco más claro… de todos modos, si todo va bien lo veré allá en Rosario.-
No tengo mucha experiencia en esto, aunque he preparado o participado en algunos lanzamientos con motores Cesaroni-Hypertek (tanque y cámara separados, con encendido no pirotécnico por arco de alta tensión en atmósfera de oxígeno gaseoso) y algunos RattWorks (monocasco con encendido pirotécnico).- El diseño de ustedes está -mecánicamente- a medio camino entre los dos que nombré, porque el de ustedes es cámara-tanque (separados, no monocasco), con encendido pirotécnico pero con llenado “por arriba” (no con manguera tecalan sistema U/C).- Pero la diferencia principal es que en los Hypertek y en los RattWorks el venteo es con un capilar MUY, MUY delgado, y eso tiene sentido para lograr “compresión” en el tanque.- Con el robinete que van a usar ustedes no se que puede pasar… me refiero a que si el tanque se llena de más, el único problema es la explosión por falla del propio tanque, pero si se llena de menos, puede hacer un “hard start”…
Es para pensarlo…
Abrazo,
\Invitado
2007/08/08 - 01:23Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Guille,
El venteo es para poder cargar el NOX en el tanque y que nos permita ingresarlo por diferencia de presión. Se supone que el mismo estará más cerrado que abierto y la idea es que cuando tengamos el tanque a full (cambio de fase gaseosa a liquida en el purgue), el mismo será cerrado para conservar la presión dentro del tanque!
Considerando el ignitor, grano y cámara de combustión ya montada y fijada al tanque de combustible por medio de la válvula primaria de ignición, el check list completo del procedimiento deberá ser así
- Verificar continuidad en ignitor (en realidad será la medición de la resistencia)
- Verificar válvula de ignición cerrada
- Verificar válvula de alivio (GSE) cerrada
- Verificar válvula de purgue semi-abierta
- Abrir válvula superior de carga
- Abrir llave de paso del tanque de carga de NOX (Robinete) - Carga del NOX en pocos segundos.
- Verificar cambio en salida del purgue (cambio de fase)
- Cerrar llave de paso del tanque de carga
- Con un guante térmico o pinza proceder al cerrado del purgue
- Cerrar válvula superior de carga
- Abrir válvula de alivo (dejando salir el NOX residual de las mangueras)
- Desconectar la válvula de liberación rápida de la válvula superior de carga
- Tomar distancia prudencial del banco de ensayo
- Disparo del grano de pre-ignición
- Al verificar el encendido del mismo y 1 segundo después…
- Cruzar los dedos y… abrir la válvula de ignición principal !!!
Esta es la secuencia de encendido que establecimos hasta el momento.
Hasta donde hemos visto en algunos otros ensayos de motores experimentales similares (incluyendo el efectuado por la gente de la Universidad del Comahue por Jorge Lasig), ellos NO HAN UTILIZADO UN TANQUE DE NOX PRE-LLENADO (tanque de vuelo), sino que tan solo inyectaron el mismo desde el tubo presurizado directamente hacia la cámara de combustión y verificaron la secuencia de encendido del grano y posterior funcionamiento del inyector.
No es que esa experiencia no sea válida, pero en realidad nosotros preferimos “jugarnos el todo por el todo”. Es decir, el hecho de probar la cámara de combustión con el encendido del grano dejando pasar el NOX a 55Kg hacia el inyector, seguro que va a funcionar bien y nos va a dar una linda llamarada y todo eso… Pero en realidad eso no resuelve para nada el hecho de que eso sea un motor completo y funcional!
Acá tienen unos links y fotos de lo que hago referencia
http//> www.aate.org/cohetes.html
http//> www.aate.org/img/proyecto/cohetes/h2.jpg > http//> www.aate.org/img/proyecto/cohetes/h3.jpg
http//> www.aate.org/img/proyecto/cohetes/h6.jpg > http//> www.aate.org/img/proyecto/cohetes/h4.jpgO sino los ensayos hechos en España por la gente amiga de TAEX
http//personales.com/espana/alicante/taex/hibrido/index.htm
http//upload2.postimage.org/170039/h_15.jpghttp//upload2.postimage.org/170040/DSCN0863.jpg
http//upload2.postimage.org/170042/dscn0851.jpghttp//upload2.postimage.org/170044/h_14.jpg
http//upload2.postimage.org/170046/4_h.jpghttp//upload2.postimage.org/170050/5_h.jpgReitero, sin animo de menospreciar dichos ensayos, no es lo que nosotros estamos buscando. Nuestro interés radíca en probar el sistema completo del tanque de vuelo junto a la cámara de combustion.
Saludos,
\Invitado
2007/08/08 - 17:28Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Gente,
Como dice el dicho Nobleza obliga!
Debemos agradecer públicamente a Marcelo (Tochi), por la recomendación/sugerencia referida al cuidado a tener en cuenta en el fileteado de la rosca, ya que nos puso sobre alerta sobre un posible fallo catastrófico debido a un error de interpretación del tornero de los planos presentados.
Ello nos permitió tomar ahora un nuevo recaudo al respecto y tratar de hacer una modificación del roscado para intentar subsanarlo.
La otra persona a quién debemos agradecer especialmente es a Guillermo Descalzo quien en base a su insistencia sobre un tema del cuál ninguno de nosotros sabe mucho -manejo del NOX- , nos ha hecho ahondar aún más en el tema y descubrimos que teniamos que hacer una modificación FUNDAMENTAL en el diseño del purgue, con el fin de que pueda quedar liberado un 10% del tanque como espacio de presión para el NOX.
Este tema nos lo ha confirmado otro gran amigo desde USA -Scott Fintels- que es un verdadero experto en el tema de motores híbridos experimentales. De hecho, nos ha mandado una sugerencia específica de como modificar la válvula de purgue para emplear un tubo que permita generar esa cámara.
A todos ellos nuestro más sincero agradecimiento y reconocimiento.
Por otro lado tenemos en ello la cabal confirmación de la importancia del foro y la comunicación a nivel de proyectos de índole técnica en primer lugar y ni qué hablar lo que implica a nivel humano.
Un abrazo,
\Invitado
2007/08/09 - 12:04Re: Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
…
La otra persona a quién debemos agradecer especialmente es a Guillermo Descalzo …
Perdón por aparecer poco en el día de hoy, el trabajo está bastante arduo por el momento… pero al menos quiero dejar un GRACIAS !!!
Abrazo,
\dantokoletz
2007/08/10 - 14:10Respuesta: Motor Híbrido DMC-EX (38mm)
Como todos ustedes saben soy bastante novato en ésto, pero con mucha esperiencia en robótica. ¿qué tiene que ver? En la universidad estuvimos trabajando en el diseño de un rover que fue probajo en la Antártida. El problema que teníamos era que el rendimiento de las baterías disminuía mucho por efecto de la temperatura. Quizás, para mantener la temperatura que deseemos en los alrededores del tanque de NOX y de las toberas, etc. Podrían utilizar una solución náloga a la que utilizamos en el rover: finos hilos de cobre conectados a una fuente de corriente (funcinan como un calefactor de resistencia), que puede ser desconectados justo antes del despegue. Incluso, un par de capacitores, podrían mantener algo de corriente durante el vuelo.
Disculpen la idea loca, per creo que podría funcionar.Daniel Antokoletz
\Invitado
2007/08/10 - 16:27Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Hola Daniel,
Antes que nada, de qué parte te ocupaste vos en el tema del rover? Hay alguna página o info publicada al respecto? Sería interesante que nos cuentes sobre la experiencia adquirida con ese rover, que sistema de computación embebida emplearon, sistema de comunicaciones, telemetria, etc.
Te sugiero abrir un tópico nuevo en el área de Micélaneas dentro de Electrónica (precisamente ACA ) para charlar sobre el mismo.
Volviendo a tu sugerencia, cabe aclarar un par de cuestiones al respecto. Cuando hablamos de calefaccionar o calentar el tanque de NOX se confunde quizás el mismo con el tanque de combustible de NOX (o tanque de vuelo).
Básicamente el tema de la temperatura es crítica en ambos tanques, pero en concreto cuando hablamos de los problemas de la presión del NOX y la fluidez del mismo, principalmente nos referimos al del tanque de carga.
En nuestro caso específico, hablamos de un tubo de 10kg (vacío) y que tiene un espesor de unos 2cm de pared. Calefaccionar el mismo no es tarea sencilla y habitualmente se emplea un manto térmico que rodea la parte superior del tanque junto al robinete y válvulas de salida, para manternerlas descongeladas.
Les dejo [url=http//> www.hcya.com.ar/hibrido/Relación%20entre%20temperatura%20y%20presión%20del%20N2O.xls> ]ACA una planilla que muestra la relación entre la temperatura y la presión (Kgf/cm2) o PSI.
Respecto al calefaccionado del tanque de vuelo, habitualmente es innecesario ya que el lanzamiento o encendido del motor es casi simultáneo con la finalización del proceso de carga del mismo.
No obstante, y tal como vos lo comentás, ya se ha visto ese tipo de circuitos de calefacción en sistemas de telemetria a bordo de globos sonda que permiten que las baterias y sensores funcionen dentro del rango previsto.
Saludos,
Marcelo
\Tochi
2007/08/10 - 17:01Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Marcelo no hay nada que agradecer, el agradecido soy yo, ya que he aprendido muchisimo con este intercambio..
A proposito de lo que habiamos hablado de las válvulas, pedí al encargado de compras ( que es amigo) de la empresa que me pasara el valor de las válvulas de 1/4" que usamos en AISI 316 WOG 1000 marca H¡drinox ( 70 Kg/cm2 de trabajo) 10,5 u$s mas IVA, adjunto fotos, no se si este precio es por cantidad, son de Taiwan
http//upload2.postimage.org/213447/Valvula001.jpghttp//upload2.postimage.org/213452/Valvula002.jpg
http//upload2.postimage.org/213460/Valvula003.jpg
A proposito, estoy verificando los cálculos del tanque y precisaría el valor de tension admisible a la tracción del aluminio 6061…?
\Invitado
2007/08/10 - 20:44Respuesta: Motor híbrido DMC-EX (38mm)
Marce,
Confirmame si las válvulas son de acero inoxidable por favor. El precio de $ 40,- apróx. no es nada malo. Supongo que tambien vienen con montura de teflón, no?
De todos modos son muy similares a las italianas que compramos nosotros y estoy seguro que es factible utilizarlas perfectamente para el circuito de NOX.
Respecto a los datos del aluminio, lo ideal es que César (que trabaja en ALUAR) pase esa información si es que la puede conseguir.
Abrazo,
\Invitado
2007/08/10 - 23:06Respuesta: Motor Híbrido DMC-EX (38mm)
Hola gente, con respecto al calentamiento del tanque de aprovisionamiento de NOX, he visto en los coches que corren el 1/4 de milla en el autódromo (picadas) utilizar el retorno del agua de refrigeración del motor para elevar la temperatura del NOX haciéndola pasar a travéz de una serpentina de caño de cobre que envuelve al tanque.
Si se está en el medio del campo y los 12v no son suficientes para algún tipo de manto térmico y no se cuenta con un generador portátil, quizas esta sea una buena fuente de obtención de calor.No se se me ocurrió…
Saludos
\cesar
2007/08/10 - 23:29Respuesta: Motor Híbrido DMC-EX (38mm)
En ALUAR fabricamos de acuerdo a las normas de Aluminum Association, las mismas dictan que para que un aluminio extrudado 6061 temple T6 sea considerado apto debe tener al menos 260 MPa de tensión de rotura, de alli para arriba según salga bien solubilizado de prensa y se envejezca al punto justo
Si lo calculas con el valor que te doy vas a estar del lado más conservativoSaludos
\Invitado
2007/08/11 - 11:36Re: Respuesta: Motor Híbrido DMC-EX (38mm)
Hola gente, con respecto al calentamiento del tanque de aprovisionamiento de NOX, he visto en los coches que corren el 1/4 de milla en el autódromo (picadas) utilizar el retorno del agua de refrigeración del motor para elevar la temperatura del NOX haciéndola pasar a travéz de una serpentina de caño de cobre que envuelve al tanque.
Si se está en el medio del campo y los 12v no son suficientes para algún tipo de manto térmico y no se cuenta con un generador portátil, quizas esta sea una buena fuente de obtención de calor.No se se me ocurrió…
SaludosTano,
Cualquier sugerencia de éste tipo es bienvenida! De todos modos… y por las relativamente pocas comodidades que contaremos en el sitio de ensayos, lo más probable es que empleemos el sistema Descalzo’s (En tramite de patentación lol ) basádo en calentamiento a baño maria o similar. Lo más cercano (y disponible) que tenemos es un gran parrillero y probablemente sea lo que empleemos como fuente calórica.
Aprovecho para postear un par de imágenes del sitio de ensayos
http//upload2.postimage.org/222763/Alvear_Casaparaensayos01.jpghttp//upload2.postimage.org/222768/Alvear_Casaparaensayos02.jpg
http//upload2.postimage.org/222770/Alvear_Casaparaensayos03.jpghttp//upload2.postimage.org/222774/Alvear_Casaparaensayos04.jpgSaludos,
\Invitado
2007/08/12 - 11:49
y no me queda otra sensacion que gritar 
bravo muchachos y con el perdon de la expresion "la pucha !!!no haber empesado antes…"con todos ustedes.bueno nunca es tarde abrazos
