Die Triebwerksdaten haben sich mittlerweile gändert.
Da die Treibstoffe, wie von Neil angeregt, mittels Stickstoff bedrückt werden, habe ich jetzt die Möglichkeit, den Förderdruck konstant zu halten. Der Druckminderer, der mir hierfür zur Verfügung steht, kann in drei Stufen eingestellt werden. 32, 45 und 59bar.
Ich habe mich für einen Förderdruck von 45bar entschieden. Der Brennkammerdruck ist auf ~35bar festgelegt. Der Innendurchmesser der Brennkammer beträgt 50mm.
Die Massenströme der Treibstoffe liegen bei ~175g/s für Lachgas und ~100g/s für Ethanol, wobei ~60g/s für die Schleierkühlung draufgehen. Das ist aber noch nicht entgültig (siehe später)

Nach vielen Versuchen scheint es mir nun auch halbwegs gelungen zu sein, die Wärmeströme zu ermitteln.
Bei einer Gesamten thermischen Leistung von ~1425KJ/s, komme ich hier zu einer Wärmebelastung des Triebwerkmantels von ~110kW und ~30kW für die Düse. Wobei ich hier pauschal 30% Strahlungswärme miteingerechnet habe. Wie weit die Ergebnisse hinhauen, kann ich ehrlich gesagt nicht einschätzen. Das müssen Testläufe zeigen.

Was ich bis jetzt fertig habe, ist die CAD-Zeichnung der Brennkammer mit Glockendüse. Dafür hatte ich mir ein extra Berechnungstool angefertigt, der mir nach eingabe der Parameter die Maße für die Triebwerkskontur ausspuckt. Diese muß ich jetzt noch für die CNC-Drehmaschine aufbereiten, dann kanns an der Stelle weitergehen.

Wo ich jetzt festhänge, ist der Einspritzkopf. Mit den Parametern 10bar Einspritzdruck, Dichte der Treibstoffe, etc. komme ich auf die Düsendurchmesser.
Für den Oxidator komme ich auf 4 Bohrungen à 1,3mm bzw. 6 x 1,1mm oder 11x 0,8mm.
Beim Treibstoff komme ich auf 16 Bohrungen à 0,5mm (10 davon für die Kühlung). Kleiner wird sehr schwierig.

Hier bin ich noch sehr schwer am überlegen, Wieviele und wie ich Diese am Besten anordnen soll. Einerseits ist die Verbrennunsstabilität höher, je mehr Düsen ein Triebwerk besitzt, andererseits kann ich sie Fertigungstechnisch nicht wesentlich kleiner machen.

Das ist grade mein Dilemma. Oder einfacher gesagt, ich könnte das geballte Wissen des Forums gebrauchen. Ideen, Lösungsvorschläge, etc, alles ist erlaubt.

Gruß, Marco

PS: Baubericht ist schon in der Mache

Geändert von Zaphod am 06. April 2013 um 16:40

Hallo Marco,

auf den Baubericht bin ich enorm gespannt.

Nur Ideen, keine eigenen Erfahrungen: Rocketlab (1967) empfiehlt für den Injektor von Kleintriebwerken eine "impinging stream" Anordnung oder eine "Spray nozzle" (Ölbrennerdüse, Treibstoff) umgeben von Löchern für den Oxidator.

Neben der Filmkühlung könntest du den Wärmestrom auch durch Zugabe von einigen % Siliconöl zum Brennstoff reduzieren (ständige Ablagerung / Abtragung von SiO2).

Dazu: http://www.freepatentsonline.com/2811467.pdf

Grüße,

Hagen

@Hagen, die Tipps sind Gold wert. Ich bin die ganze Zeit fest davon ausgegangen, das die Oxidatordüsen innen liegen sollten. Keine Ahnung warum. Manchmal hat man Grenzen im Kopf, die schwer zu erklären sind Der Tipp mit der Ölbrennerdüse hat den Knoten entgültig platzen lassen. Vor allem die Spritzbilder machen mir Mut. Damit könnte ich mir die Treibstoffbohrungen im Zentrum sparen.
Das mischen von Ethanol und Silikonöl kannte ich ebenfalls noch nicht. Was aber auch die Frage aufwerfen könnte ob sich Silikonöl und kleine Bohrungen vertragen?!

Gruß, Marco

PS: Wie kommst Du mit Deinem Projekt voran?

Geändert von Zaphod am 07. April 2013 um 11:58

Hallo Zaphod, hallo Trevize,

hört sich sehr interessant an was ihr da macht.

@Zaphod: 45 bar Tankdruck wie dick sind deine Wände bzw wie schwer? Bei 500N hört sich das schon sehr schwer an gerade auch für die Brennkammer mit 35 bar.
Benutzt du ein zusätzliches Bedrückungssystem oder lässt du nur durch den Tankdruck fördern?

Viele Grüße

Alex