Wie dichtet man bei diesem Raketentriebwerksmodell die Verbindung zwischen Brennkammer und Außenhülle ab?

Hier ist eine Raketentriebwerkszeichnung. Die Brennkammer aus Kupfer und die Außenhülle aus Edelstahl. Das Kühlmittel, entweder Wasser oder Benzin, wird dazwischen sein

Motor
(Quelle: wonderhowto.com )

Wie können diese beiden Komponenten mit Druckwasser oder Treibgas als Kühlmittel hermetisch verbunden werden? Kann ich Schweißen oder etwas anderes verwenden, um eine dichte Verbindung zwischen Stahl und Kupfer herzustellen?

Gummidichtungen kann ich wegen der Wärmeentwicklung der Brennkammer nicht verwenden. Ich dachte an eine Schraubverbindung. Kann es hier verwendet werden? Oder vielleicht gibt es einen besseren Weg, die beiden zu verbinden?

Hast du auf die Quelle deines Bildes verwiesen? Hier ist das Kapitel über die Herstellung von Leroy J. Krzyckis How to Design, Build and Test Small Liquid-Fueled Rocket Engines , 1967, Rocketlab / China Lake, CA. Beachten Sie, dass sich Herstellungsprozesse und Materialwissenschaften seit 1967 dramatisch verbessert haben. Die Quelle erklärt, was zu beachten ist (wie Kühlmittelfluss und warum Sie nahtlose Verbindungen und glatte Oberflächen wünschen - also Schweißen, wenn Sie sich für Metalllegierungen entscheiden), aber bei Am Ende des Tages ist es Ihre Designentscheidung.
Ich würde nicht auf Dichtungen verzichten - vielleicht ein Material mit höherer Hitzetoleranz wie Teflon

Antworten (1)

Erstens tl/dr - wenn Sie fragen müssen, dann wird dies unhöflich * und kann Ihren Garten, Ihre Haustiere, Ihre Familie usw. zerstören ...

Von jemandem der es weiß:

Es wird "boomen" und Treibmittel bei etwa 3000 Kelvin oder mehr versprühen

Sie müssen also darüber nachdenken, was Sie hier haben – Drucktreibstoff wird einen Ausweg finden, wenn er kann. Und dann wird es zünden. Schnell.

Eine Gewindeverbindung reicht nicht aus - diese Düse wird sehr heiß, und wie die meisten Dinge dehnt sich Metall bei Erwärmung aus. Damit bewegt sich das Gewinde gegen den kühleren äußeren Teil des Motors. Das ist nicht gut .

Schweißen ist eine viel bessere Idee, aber Sie müssen in der Lage sein, eine Schweißnaht zu liefern, die diesen Temperaturen standhält. Das verlinkte Buch @Tildal hat einen ganzen Abschnitt über Sicherheit, und der Abschnitt über Herstellung scheint Ihnen zu geben, was Sie in Bezug auf Materialien benötigen.

*Rapid Unplanned Disassembly Event (von Elon Musk, der sehr wahrscheinlich weiß, wovon er spricht)

Ich kann Teile aus Edelstahl in 3D drucken. Aber ich kann keine Kupferteile drucken. Also, das werde ich mit der Drehbank machen. Ich erinnere mich, dass es gefährlich ist und werde es in einem offenen Land testen (und zuerst mit Druckluft als Oxidationsmittel). Und ich versuche, Explosionen zu verhindern :) Also, was ist, wenn ich es als solides Detail aus etwas wärmeleitendem 3D-Druck mache? Für zB Silber? Oder was, wenn es massiv aus Stahl sein wird? Kann man Stahl mit Kupfer schweißen?
Robotex - die Tatsache, dass Sie diese Fragen stellen, macht mir wirklich Sorgen. Schlagen Sie ernsthaft vor, dafür Silber zu verwenden - sehen Sie sich seine Eigenschaften an. Ich denke, Sie müssen bei einigen der wichtigsten strukturellen Eigenschaften, die erforderlich sind, zu den Grundlagen zurückkehren.
@Robotex Bitte überprüfen Sie die thermischen Eigenschaften Ihrer Komponenten, bevor Sie versuchen, sie in einer thermisch hochdynamischen Umgebung einzusetzen. Gewindedichtungen werden und können nicht mit der Wärmeausdehnung arbeiten, von der wir hier sprechen. Die adiabatische Temperatur von Benzin und reinem Sauerstoff kann 3.000 Kelvin erreichen oder überschreiten. Wenn Sie Ihre Teile aus thermisch unübertroffenen Materialien mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit, Trägheit und Ausdehnungsraten zusammenbauen, erstellen Sie im Wesentlichen ein Bimetall! Es wird knicken und dein Siegel ist dann weg. Es wird nicht "zurückknicken". Die Dinge können leicht auf verschiedene unangenehme Weise boomen.
@TildalWave vergiss das Kühlmittel nicht. Es wird nicht heißer als 100 Grad (wenn der Wasser- / Benzin- / Kerosindruck ausreicht). In diesem Fall kann ich also theoretisch einen O-Ring in der Nähe der Düse verwenden.
Nein nein nein nein nein nein - das ist nicht wahr Robotex
Es gibt Möglichkeiten, die Temperatur der Motorwand zu bestimmen. Sie können tatsächlich PTFE-Dichtungen verwenden, wenn Sie sie in einer ordnungsgemäß gekühlten Umgebung verwenden. Aber wenn Sie nicht viel mehr über Thermodynamik wissen, als Sie zugeben, können Sie nicht vorhersagen, wo sich eine solche Stelle in Ihrem Raketentriebwerk befinden könnte. Haben Sie schon einmal von einer Sache namens Filmsieden gehört und warum ist dies eine schlechte Nachricht für regenerative Kühlsysteme?
@Rikki-Tikki-Tavi wird also nicht zum Filmkochen erhitzen :) Ich denke, die Temperatur der Brennkammer hängt mit der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zusammen.
Robotex: Ja, aber nicht trivial.
"3000 Grad Kelvin" sollte "3000 Kelvin" sein . Und von wem war das Zitat?
Was ist, wenn ich ein Kupferrohr verwende, das spiralförmig um die Brennkammer gewickelt ist? In diesem Fall benötige ich keine Abdichtung zwischen Kammer und Außenhülle.
Die Wärmeleitfähigkeit wird viel zu gering sein, um Ihre Brennkammer vor dem Schmelzen zu bewahren.
@AndrewThompson An "Grad Kelvin" ist absolut nichts auszusetzen. Der „Grad“-Anteil stammt von alten Rundglasrohrthermometern und hat nichts mit der Skala zu tun. Zugegeben, Kelvin als Einheit wird am häufigsten (und nach SI-Konvention) ohne den Teil "Grad" verwendet, aber es gibt keinen etymologischen Grund, es nicht so zu verwenden, und wir erzwingen hier auch nicht streng das internationale Einheitensystem (obwohl wir es ermutigen). sein Nutzen). Wollte das nur klären. Rory hat mich aus unserer Diskussion im Chat zitiert. 3000 K liegen außerhalb der Kopfzahl der adiabatischen Flammentemperatur von Hochdruckbenzin.
Wie dichtet man bei diesem Raketentriebwerksmodell die Verbindung zwischen Brennkammer und Außenhülle ab?
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