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SmartRocketsAlex

Anzündhilfe

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Beitrag 7630558 , Druckminderer für Tankbedrückung [Alter Beitrag30. März 2014 um 14:02]

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Hallo erstmal,

mein erster Beitrag!
Hab gerade dieses Forum entdeckt und bin ein bisschen begeistert. Und vllt könnt ihr mir helfen ein paar Probleme zu lösen und gerne auch andersrum.

Ich bin in der Studentengruppe SMART-Rockets der TU-Dresden tätig, die im Rahmen des DLR STERN-Programmes eine kleine Rakete baut. LINK
Mein Aufgabenbereich reicht von der Bedrückung bis kurz vor den Injektor. Sprich alles was zum Antrieb gehört minus den Motor.
Die Bedrückung erfolgt mit N2 und die Treibstoffe sind LOX+Ethanol. Das Antriebssytem ist ein Pressure-fed System mit einem Tankdruck von 20 bar. Der Bedrückungstank hat einen Startdruck von 300 bar.

Und nun zu meinem Problem: Schon bevor ich zur Gruppe zugestoßen bin gab es die Idee einen die Bedrückung der Treibstofftanks mit einem Druckminderer zu regeln. Das macht das System sehr einfach, doch hab ich meine Bedenken.
Durch die Entspannung des Gases im Bedrückungstank kommt es zu einem Temperaturabfall + Joules-Thomson-Effekt kommt es im Druckminderer zu sehr niedrige Temperaturen. Ich habe die Befürchtung, dass der Druckminderer einfriert und dann zum Schluss nicht den nötigen Volumenstrom liefert.
Abgesehen davon ist mir auch klar, dass der Druckminderer nicht über die ganze Zeit einen konstanten Ausgangsdruck liefern kann, wegen der Feder. Aber wird als unkritisch gesehen.


Meine Frage: hat irgendwer damit Erfahrungen gemacht?

Danke und Viele Grüße!
Trevize

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Beitrag 7630559 [Alter Beitrag30. März 2014 um 14:13]

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Hallo Alex(?),

hast du bzw. habt ihr schon Kontakt zu ERIG und WARR aufgenommen? Zumindest die ERIG arbeitet auch mit einer zusätzlichen Tankbedrückung bei ihrem N2O-Hybriden. Die sollten dir weiterhelfen können.

Grüße,

Hagen
Neil

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Neil

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Beitrag 7630560 [Alter Beitrag30. März 2014 um 17:03]

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Hi,

du findest evtl. bei den Paintballern das was du suchst.
Z.B. das hier.
Der regelt auf 50 bar runter. Wobei der Wert nur von der Feder abhängt.
Hier muss man aber aufpassen, der Druckregler regelt mit der Feder und dem Umgebungsdruck. Will man konstant sein, sollte man den umgebungsdruck ausklammern.
Bei LOX bekommst du evtl. das Problem, das wegen der geringen Temepratur dein N2 anfängt zu schneien, also gar keinen Druck mehr aufbaut. Eine Heizung wäre toll, oder ein Gas was noch immer gasförmig bleibt, sprich Helium.
SPL aus der Schweiz hat die Heizung realisiert, indem dem Treibgas Knallgas beigemischt wurde, und dieses dann mittels Katalysator reagiert hat.

Gruß

Neil

Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu.


SmartRocketsAlex

Anzündhilfe

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Beitrag 7630562 [Alter Beitrag30. März 2014 um 19:04]

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@Trevice: Wir haben mit denen Kontakt, aber der Austausch hält sich in Grenzen...

@Niel: Druckminderer hab ich auch zu genüge gefunden. Aber die Frage konnte ich mir auch nicht beantworten, da im Paintball auch niemand seine Flasche von 300 bar auf 20 bar in 20s leer macht... Bist du sicher, dass der N2 anfängt zu schneien??? Hab gerade mal nachgeguckt, gut der LOX liegt um 90 K und der Stickstoff wird bei 115 K (20 bar) flüssig. Doch denke ich, dass sich über dem LOX eine Grenzschicht bilden wird und die Gasphase ist eh deutlich wärmer, da durch die Bedrückung von Umgebung auf 20 bar es zu einer Erwärmung kommt.
In den Treibstofftanks sehe ich die Temperaturen unkritisch, nach meinen ersten Berechnung ist die Gastemperatur immer > 180 K.

Von den Schweizern habe ich auch gehört. Konnte aber kein Paper oder so finden in dem man vllt eine Ahnung bekommen kann, was die da genau machen.


Geändert von SmartRocketsAlex am 30. März 2014 um 19:05

Neil

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Neil

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Beitrag 7630565 [Alter Beitrag30. März 2014 um 19:40]

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Hi,

da gibt es zwei Möglichkeiten.

1. Ausrechnen was passiert und dem entsprechend den N2 Tank auslegen.

2. Bei einem Testlauf des Tanks den N2 Verbrauch messen mittels übergroßer N2 Flasche und Waage. Danach dann den Tank auslegen.

Da ihr eh den Motor testen müsst, bin ich eher für die zweite Lösung. Erst wenn es zum Flugfähigem Muster kommt wird es wichtig den N2 Tank zu minimieren.

Wie viel Volumen soll den gefördert werden?

Gruß

Neil

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SmartRocketsAlex

Anzündhilfe

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Beitrag 7630594 [Alter Beitrag31. März 2014 um 14:19]

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Moin

1. ist in gemacht fertig
2. ist in Planung, aber mehr unter dem Hintergrund meine Simulation zu validieren. Und mit der Rechnung wird dann das Volumen des N2 Tanks bestimmt.

Zitat:
Wie viel Volumen soll den gefördert werden?


ca 3 l je Tank

Viele Grüße
Neil

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Neil

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Beitrag 7630595 [Alter Beitrag31. März 2014 um 14:48]

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Hi,

3 l ist ja nicht viel. Bekommt ihr da überhaupt einen so kleinen Tank für das N2?
Was auch noch helfen könnte, wäre zwischen Druckminderer und den Tanks eine Rohrschlaufe um den Motor legen. Die Abwärme könnte hilfreich sein.
Wie wollt ihr denn den LOX Tank vom Ethanoltank thermisch entkoppeln? Tank in Tank als Röhren hat ja eine sehr große Kontaktfläche.

Gruß

Neil

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SmartRocketsAlex

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Beitrag 7630626 [Alter Beitrag01. April 2014 um 17:45]

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Zitat:
3 l ist ja nicht viel. Bekommt ihr da überhaupt einen so kleinen Tank für das N2?


Also insgesamt sind das 7 l und wir nehmen eine 0.8 l Paintballflasche. Nach meinen Rechnungen kommt das hin.

Zitat:
Was auch noch helfen könnte, wäre zwischen Druckminderer und den Tanks eine Rohrschlaufe um den Motor legen.


Das kostet zuviel Gewicht.
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