SE528301C2 - Flytande enkomponentdrivmedel - Google Patents
Flytande enkomponentdrivmedelInfo
- Publication number
- SE528301C2 SE528301C2 SE0500083A SE0500083A SE528301C2 SE 528301 C2 SE528301 C2 SE 528301C2 SE 0500083 A SE0500083 A SE 0500083A SE 0500083 A SE0500083 A SE 0500083A SE 528301 C2 SE528301 C2 SE 528301C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- fuel
- formamide
- solution
- adn
- spacecraft
- Prior art date
Links
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 239000003380 propellant Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 4
- BRUFJXUJQKYQHA-UHFFFAOYSA-O ammonium dinitramide Chemical compound [NH4+].[O-][N+](=O)[N-][N+]([O-])=O BRUFJXUJQKYQHA-UHFFFAOYSA-O 0.000 title claims abstract 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N dimethylformamide Substances CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N N-methylformamide Chemical compound CNC=O ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N hydrazine group Chemical group NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- RHFLVCTUYKRSDV-UHFFFAOYSA-N formamide;methanol Chemical compound OC.NC=O RHFLVCTUYKRSDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KERBAAIBDHEFDD-UHFFFAOYSA-N n-ethylformamide Chemical compound CCNC=O KERBAAIBDHEFDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- RTGDFNSFWBGLEC-SYZQJQIISA-N mycophenolate mofetil Chemical compound COC1=C(C)C=2COC(=O)C=2C(O)=C1C\C=C(/C)CCC(=O)OCCN1CCOCC1 RTGDFNSFWBGLEC-SYZQJQIISA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B25/00—Compositions containing a nitrated organic compound
- C06B25/34—Compositions containing a nitrated organic compound the compound being a nitrated acyclic, alicyclic or heterocyclic amine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B31/00—Compositions containing an inorganic nitrogen-oxygen salt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
- C06D5/06—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Containers And Packaging Bodies Having A Special Means To Remove Contents (AREA)
Description
20 25 528 301 2 kolväten är lösllgheten lägre. Dock behövs, för att maximera prestanda, ett kolväte för att balansera syreöverskottet hos ADN. l det optimala bränslet för denna typ av drivmedel skall det alltså gå att lösa så mycket ADN som möjligt. Lösligheten för ett salt ökar generellt med ökad polaritet på lösningsmedlet. Det är därför troligt att ett bra kolväte för denna applikation skall ha en så hög dielektricitetskonstant, a, som möjligt. Vidare skall kolvätet ha ett så högt förbränningsvärrne, AHc, (eller så låg syrebalans, Q) som möjligt för att minimera mängden kolväte i drivmedlet då löslig- heten av ADN avtar med ökad halt kolväte. l WO 00150363 nämn ett stort antal tänk- bara bränslen, bl.a. MN-dimetylformamid (DMF) och N-metylformamid (monometyl- forrnamid MMF).
Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till data i tabell 1-2 och Fíg 1, som visar resultatet från mikrokalorimetertester av ADN i blandning med olika bränslekomponenter och vatten.
I Tabell 1 visas data för DMF, MMF samt för metanol och N-etylformamid (mono- etylforrnamid MEF) och för formamid, som används enligt föreliggande uppfinning.
Tabell 1.
Bränsle Metanol Formamid MMF DMF MEF summaformel 014.0 cnano czusuo canmo caHlNo M., (g/mol) 82.042 ^ 45.041 59.088 78.094 78.094 0 (%) -149.798 -88805 -148.978 488.054 -188.054 a vid 0°c 37.8 119.3 220.4 42.1 125.0 Kokpunkt 85 220 200 153 198 (0°C) AH, (kJ/moi) -2885 -2540 -281 -2393 -818 AH. (kJ/g) 22.878 12.815 21.001 28.582 25.512 p (g/cmñ 0.79 1.13 1.01 0.94 0.98 Av resonemanget ovan kan man dra slutsatsen att det optimala bränslet bör vara MMF på grund av dess höga förbränningsvärme (nästan lika hög som metanol) och dess extremt höga dielektricitetskonstant (e). Det är därför mycket förvånande att ett drivmedel med formamid som bränsle visat sig ge bättre prestanda än MMF, trots 10 15 20 528 301 3 formamidens mycket låga förbränningsvärrne och betydligt lägre dielektricitets- konstant.
Tabell 2 visar data för tre olika drivmedelskompositioner som optimerats för en g lägsta användningstemperatur av 0°C. Som framgår av Tabell 2 har drivmedel med formamid som bränsle 2.7 % högre specifik impuls (IW) än drivmedel med MMF som bränsle och 2.7 % bättre än med metanol som bränsle. Om man tar hänsyn till den- siteten blir den volymspecifika impulsen (p-lsp) 10.2 % bättre än då metanol används.
Tabell 2.
Drivmedel FLP-103 l=l.l=-1os FLP-1o6 Bränsle Metanol Formamid MMF ADN (°/°) 63.4 65.7 64.6 vallen (%) 25.4 13.6 23.9 Bränsle (%) 11.2 20.7 11.5 p (g/cma) vid 25°c 1.310 1.405 1.357 AH, (J/g) _5620 -4110 _5030 l., (Ne/kg) 2492 2560 2492 p-l., (Ne/ams) 3265 3597 3362 e* (m/s) 1342 1376 1342 T, (k) 2033 2253 2067 lvl (g/mol) 22.20 23.49 22.30 Det är av största vikt att det bränsle som används i drivmedlet är kompatibelt med ADN för att få ett drivämne som är termiskt stabilt. Figur 1 visar resultatet från mikro- kalorimeterexperiment där ADN blandats i viktproportionema 50/50 med respektive vatten, formamid, MMF och metanol. Mätningarna har gjorts vid 80°C under 4 dygn.
Värmeflödet indikerar graden av kemisk aktivitet i blandningen, dvs i vilken grad föreningama i blandningen är inkompatibla med varandra. Som tydligt visas i Figur 1 är formamid betydligt mer kompatibelt med ADN än de andra provade bränslena och t.o.m. mer kompatibelt med ADN än vatten.
Drivmedlet enligt uppfinningen kan optimeras för en vald lägsta användnings- och lagringstemperaturer då lösningen är mättad på ADN. Viktförhållandet forrn- amid/vatten i Iösningsmedlet ligger i norrnalfallet i intervallet 1,23 - 2,33 men kan även vara högre och varierar med den valda lägsta användningstemperaturen och 10 15 528 501 4 vilka krav på syrebalans i drivmedlet som ställs. För ett enkomponentdrivmedel som ska förvaras och användas på en rymdfarkost är det väsentligt att drivmedlet kan användas ner till en relativt låg temperatur. Det i dag vanligaste flytande enkompo- nentdrivmedlet i rymdsammanhang är hydrazin, som har en fryspunkt på +2°C.
Exempel 1 visar en föredragen sammansättning på drivmedlet enligt uppfinningen om man som utgångspunkt väljer att drivmedlet skall ha minst lika låg minimi- användningstemperatur som hydrazin och vara mättat på ADN vid 0°C.
Exempel 1.
ADN 65.7 vikt% Forrnamid 20.7 vikt% Vatten 13.6 vikt% Viktförhållandet formamid/vatten i lösnlngsmedlet är i detta fall 1,52.
Claims (4)
1. Flytande enkomponentdrivmedel innefattande en lösning av ammoniumdinitramid (ADN) i en blandning av vatten och bränsle, kännetecknat av att bränslet är formamid, HCONHz. '
2. Drivmedel enligt kravet 1, kännetecknat av att viktförhållandet forrnamid/vatten i blandningen är 1,23-2,33.
3. Drivmedel enligt kravet 1, kännetecknat av mängden ADN är sådan att lösningen är mättad vid en vald lägsta användningstemperatur för drivmedlet.
4. Drivmedel enligt kravet 1 mättat på ADN vid 0°C, kännetecknat av att det innehåller 65.7 vikt% ADN, 20.7 vikt% formamid och 13.6 vikt% vatten.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0500083A SE528301C2 (sv) | 2005-01-12 | 2005-01-12 | Flytande enkomponentdrivmedel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0500083A SE528301C2 (sv) | 2005-01-12 | 2005-01-12 | Flytande enkomponentdrivmedel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0500083L SE0500083L (sv) | 2006-07-13 |
| SE528301C2 true SE528301C2 (sv) | 2006-10-17 |
Family
ID=36926381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0500083A SE528301C2 (sv) | 2005-01-12 | 2005-01-12 | Flytande enkomponentdrivmedel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE528301C2 (sv) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013048315A2 (en) | 2011-09-26 | 2013-04-04 | Ecaps Aktiebolag | Method and arrangement for conversion of chemical energy from aqueous, liquid, adn-based monopropellants into mechanical energy |
-
2005
- 2005-01-12 SE SE0500083A patent/SE528301C2/sv unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013048315A2 (en) | 2011-09-26 | 2013-04-04 | Ecaps Aktiebolag | Method and arrangement for conversion of chemical energy from aqueous, liquid, adn-based monopropellants into mechanical energy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE0500083L (sv) | 2006-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2244704C2 (ru) | Жидкое одноосновное ракетное топливо на основе динитрамида | |
| Li et al. | Borohydride ionic liquids and borane/ionic‐liquid solutions as hypergolic fuels with superior low ignition‐delay times | |
| US5484547A (en) | Low temperature heat transfer fluids | |
| CA2754016C (en) | Compositions containing amide surfactants and methods for inhibiting the formation of hydrate agglomerates | |
| NO164607B (no) | Fremgangsmaate for overfoering av varme i en kjoelekrets eller varmeveksler-oppvarmingskrets. | |
| FI97053C (sv) | Ny fluoroalkanbaserad azeotropisk sammansättning med låg kokpunkt samt dess tillämpningar | |
| RU2008140182A (ru) | Биоцидные композиции | |
| CA2509597A1 (en) | Coolant based on azole derivatives containing 1,3-propanediol for fuel cell cooling systems | |
| SE528301C2 (sv) | Flytande enkomponentdrivmedel | |
| KR980002014A (ko) | 프로피올로니트릴 유도체 및 이를 포함하는 액정 조성물 | |
| Wingborg et al. | Characterization of the ADN-based liquid monopropellant FLP-106 | |
| US20130102797A1 (en) | Co-Crystal Compound, Method for Preparing the Same and Oxidant of Gas Generator Propellant | |
| JP2011008942A (ja) | 燃料電池用冷却液 | |
| CA2868480C (en) | Amino-siloxane composition and methods of using the same | |
| BR102017002792A2 (pt) | Fluidos de poço aquosos de densidade alta | |
| Decaire et al. | Blowing agents: the next generation | |
| KR950013219B1 (ko) | 상변화 잠열축열재 | |
| US4087257A (en) | High density-high volumetric heating value liquid ramjet | |
| US3953261A (en) | Liquid monopropellant compositions including hydrazine and methoxylamine hydrochloride | |
| CN108042965A (zh) | 耐寒型水系灭火剂 | |
| US2525478A (en) | Liquid antifreeze composition | |
| JPS6032866A (ja) | インクジェット記録用インク | |
| Wormald et al. | The enthalpy of “0.5 (CH3) 2CO+ 0.5 C6H14’at temperatures up to 573.2 K and pressures up to 11.3 MPa | |
| CN108295412A (zh) | 耐寒型灭火复合物 | |
| JPH05132671A (ja) | カルボン酸混合物およびネマチツク液晶組成物 |