Сравнение карамельного топлива на традиционном сорбите и более дешевой фруктозе.
Традиционно, в карамельном топливе используется сорбит. Это удобно: невысокая температура плавления, достаточно большое время затвердевания, при перегреве нет «карамелизации». За «удобства» приходится расплачиваться более высокой ценой и меньшим импульсом (чем, например, при использовании сахара).
Полу-килограммовая пачка «порошка» в аптеке (сейчас, после подорожания, на май 2023 года) стоит 250-300 рублей.
… фото с обратной стороны пачки
… по сути, это самый дорогой компонент карамельного двигателя.
Вместе с тем, в окислительном процессе «горения» можно использовать любой углеводород. Сорбит удобен тем, что, кроме горючего, выполняет еще и роль связующего. Таким может быть и другой популярный сахарозаменитель — фруктоза.
Килограммовая пачка фруктозы в Ашане стоит те же 250 рублей
… фото с обратной стороны:
На лицо — экономия в два раза!
Логичным действием было — проверить: а как себя поведет карамельное топливо на фруктозе?
Известно, что температура плавления фруктозы много меньше, чем у сорбита. Поэтому плитку я поставил на деление «2» (против «4» у сорбита). Насыпал в сковородку порцию фруктозы — стал ждать. Минут через 5 процесс пошел. Фруктоза превратилась в прозрачную бесцветную жидкость. «Лужица» плавно «каталась» по сковороде при ее наклоне. В «жидкость» всыпал «огромный» объем селитры и старательно размешал его в расплаве фруктозы. Получилась консистенция манной каши — точь-в-точь как с сорбитом!
Залил карамель в гильзу двигателя (точно также, как накануне с сорбитовой карамелью — хотелось сделать внешне одинаковые двигатели и проверить их работу на одной и той же ракете).
Днем ранее в полете побывала такая же гильза, заправленная обычной карамелью.
Для контроля сжег небольшой цилиндрик карамели.
Видео процессов сжигания образцов и сравнение стартов ракеты
Выводы:
Карамель на фруктозе вполне может работать. В чем разница:
- «Фруктозная карамель» плавится при более низкой температуре. Это надо учитывать при изготовлении двигателя.
- «Фруктозная карамель» очень быстро твердеет при остывании. Так что вряд ли удастся сделать скрепленный заряд большой длины или крупные шашки.
- «Фруктозная карамель» более гигроскопична (это не проверял, но, косвенно, можно судить по остаткам топлива в сковороде: они «закаменели» сразу после остывания, но утром (хранил в завернутом пакете), топливо можно было «промять» пальцем (влажность в комнате была высоковатой = 60%).
- «Фруктозная карамель» чуть хуже зажигается. Это почти незаметно.
- «Фруктозная карамель» хуже (дольше) горит. Как следствие, двигатель долго «выходит на режим». Тяга двигателя меньше (ракета очень нехотя взлетает). Это можно использовать в легких ракетах, где не так важна тяга, как длительность работы двигателя.
Для себя решил — пока дел с фруктозой не иметь…
Комментарии коллег/зрителей:
@Simple_experiments
Фруктоза обычно продаётся в виде моногидрата. На это была сделана поправка?
Нужно предварительно дегидратировать оную. В сушильном шкафу, до постоянного веса. Или, попробовать выдержать расплав, пока температура не поднимется выше 105 градусов.
@Simple_experiments
На вскидку, точных свойств фруктозы не помню. Но, подозреваю, что при осторожном нагреве фруктоза так в виде кристаллогидрата и плавится, что, естественно, снижает её горючие свойства. В любом случае, не учтение кристаллизационной воды ведёт к нарушению пропорций состава.
А вот, что монолитный блок на столько гигроскопичен, что мог отсыреть за ночь — вот это сомнительно. Если бы и отсырел, то только локально (поверхность топливного канала).
@mrnoni7866
Фруктоза горит дольше, в чем ее плюс, можно наполнить в 2 раза больше и она будет иметь такю же тягу как у карамели на сахаре, но уже гореть такой двигатель будет секунды 3-4, я когда делал двигатель в нем было 3шашки по 3 см в итоге 9см рабочего топлива и он выдало тягу в 500 грамм и горел 5 секунд.
SashaMaks #10.06.2023 08:36
Когда давления и скорости истечения в двигателе «нет», тяга и тяговооруженность в большей степени зависит от расхода топлива, а расход топлива зависит от скорости горения при низком давлении при таком же Кн. Сорбит горит быстрее, поэтому и тяга больше.
В общем, с фруктозой можно сделать прекрасное топливо и ракету, и все будет работать отлично. Повысить расход и давление в двигателе можно известными способами, не прибегая к замене топлива. У фруктозы есть только один недостаток — это гигроскопичность, что усложняет работу с таким топливом и все.