Разные способы нагрева вольфрамовой детали

[_r00k_]

Droog_Andrey в сообщении #811167 писал(а):

_r00k_ в сообщении #809353 писал(а):

Самый высокий показатель теплоты сгорания термитов - 8,4 МДж на кг. С какого состава это можно снять

$\mathrm{KClO_4 + 4Mg = KCl + 4MgO}$ даёт до 10 МДж/кг, но может рвануть. Аналогичный процесс $\mathrm{LiClO_4 + 4Be = LiCl + 4BeO}$ даёт до 17 МДж/кг, но реагенты дороже. Для контролируемости процесса нужно брать избыток металла.

Спасибо!!! А то я через учебники по пиротехнике продираюсь, долговато получается! :)

[Droog_Andrey]

В принципе, перхлорат лития сейчас подешевел, т.к. достаточно широко применяется при производстве литиевых АКБ. Можно попробовать его смесь с алюминием: $\mathrm{3LiClO_4 + 8Al = 3LiCl + 4Al_2O_3}$ даст около 12 МДж/кг. Перхлорат лития хорош тем, что легко плавится и может сцементировать алюминиевую пудру, образуя однородный термитный материал. Но конкретный рецепт нужно находить практически (особое внимание следует уделить наличию следов воды в перхлорате лития). Если нет навыков работы со взрывоопасными материалами, лучше поручить это специалистам. Даже в малых количествах подобные термиты могут представлять опасность для жизни.

[_r00k_]

Droog_Andrey в сообщении #811176 писал(а):

В принципе, перхлорат лития сейчас подешевел, т.к. достаточно широко применяется при производстве литиевых АКБ. Можно попробовать его смесь с алюминием: $\mathrm{3LiClO_4 + 8Al = 3LiCl + 4Al_2O_3}$ даст около 12 МДж/кг.

Каков порядок цен 1 кг смеси? Просто для оценки.

Быстро ли он вообще горит? Сильно ли влияет давление на параметры горения?

[Droog_Andrey]

Готовая смесь не продаётся. Перхлорат лития в зависимости от производителя и степени чистоты от 100 до 1000 евро за кг.

P.S. Если нагреваемый вольфрам нельзя изолировать от термита, то вся затея ни к чему, ибо перхлорат окислит вольфрам.

[nikvic]

_r00k_ в сообщении #810024 писал(а):

Если буду делать индуктивную подогревалку, то заткну для начала трубку с обоих концов, а уж внутри посмотрим, что можно организовать.

Для Ваших Т это, наверное, не практично: проводники могут расплавиться, находясь внутри.
Всё-таки прямой нагрев большими токами или "пламя" выглядит разумнее всего.

Наверное, можно обойтись и без кислорода: воздух для горения можно как следует (около 1000С) нагреть перед подачей в зону горения.

[_r00k_]

Droog_Andrey в сообщении #811204 писал(а):

Готовая смесь не продаётся. Перхлорат лития в зависимости от производителя и степени чистоты от 100 до 1000 евро за кг.

P.S. Если нагреваемый вольфрам нельзя изолировать от термита, то вся затея ни к чему, ибо перхлорат окислит вольфрам.

Я понимаю, что смесь купить нельзя. Ценник понял, спасибо.

Чем лучше изолировать? Делать керамический стакан? Или есть материал, подходящий по жаростойкости, но еще более инертный, чем вольфрам? Посмотрел оксид бериллия, вроде тоже температуру держит. Или сразу платина нужна?

Прочность как таковая не нужна.

-- 09.01.2014, 00:03 --

nikvic в сообщении #811232 писал(а):

_r00k_ в сообщении #810024 писал(а):

Если буду делать индуктивную подогревалку, то заткну для начала трубку с обоих концов, а уж внутри посмотрим, что можно организовать.

Для Ваших Т это, наверное, не практично: проводники могут расплавиться, находясь внутри.
Всё-таки прямой нагрев большими токами или "пламя" выглядит разумнее всего.

Наверное, можно обойтись и без кислорода: воздух для горения можно как следует (около 1000С) нагреть перед подачей в зону горения.

Точно, все забываю, что и внутри и снаружи будет 2500С. :(

Сижу, читаю по жрд, рдтт и прочую пиротехнику.

Нитрометан вот еще может быть интересен. Кислороду можно дополнительно дунуть извне...

[Xey]

А плазменные горелки ?
Они дают тысячи градусов, и делаются в "домашних" условиях.

[Droog_Andrey]

_r00k_ в сообщении #811574 писал(а):

Чем лучше изолировать? Делать керамический стакан? Или есть материал, подходящий по жаростойкости, но еще более инертный, чем вольфрам? Посмотрел оксид бериллия, вроде тоже температуру держит. Или сразу платина нужна?

Неметаллические стаканы будут слишком плохо проводить тепло. Платина расплавится. Есть вариант вставить в середину большую вольфрамовую же болванку, в которой будет много отверстий, заполненных термитом. Термит нагревает болванку до высокой температуры, а она греет окружающий её вольфрамовый стакан. Так и равномерность прогрева будет лучше.

Как бы ни был осуществлён нагрев, между нагревателем (в нашем случае болванкой) и стаканом сделайте алюминиевую прослойку. Алюминий предохранит стакан от окисления кислородом воздуха, а также не даст температуре подняться выше 2500 градусов, т.к. будет при этой температуре выкипать.

[_r00k_]

Xey в сообщении #811597 писал(а):

А плазменные горелки ?
Они дают тысячи градусов, и делаются в "домашних" условиях.

Как один из вариантов. Водород и кислород. Чистый способ, легко регулировать подачу, в меру сложно хранить газы и их перевозить. Пока это основной вариант, все другое я смотрю в инициативном плане.

-- 09.01.2014, 02:46 --

Droog_Andrey в сообщении #811663 писал(а):

Как бы ни был осуществлён нагрев, между нагревателем (в нашем случае болванкой) и стаканом сделайте алюминиевую прослойку. Алюминий предохранит стакан от окисления кислородом воздуха, а также не даст температуре подняться выше 2500 градусов, т.к. будет при этой температуре выкипать.

Будет бодрая установка, булькающий алюминий, светящийся вольфрам и брызгающий литий! :)

Буду прикидывать, как быстро вся система нагреется до рабочей температуры.

[Droog_Andrey]

Литий брызгать не будет :) Будет его хлорид выскакивать.

[Xey]

Да не газовая горелка, а струя высоко ионизированной плазмы.

[Droog_Andrey]

Вольфрам на воздухе быстро окисляется при таких температурах. Нужна восстановительная среда. Поэтому с плазмой внимательнее.

[_r00k_]

Xey в сообщении #811686 писал(а):

Да не газовая горелка, а струя высоко ионизированной плазмы.

Это дуем газом некоего состава и пропускаем электричество по этому каналу? Я верно понимаю?

[GraNiNi]

_r00k_ в сообщении #811667 писал(а):

Буду прикидывать, как быстро вся система нагреется до рабочей температуры.

Наверное, с этого и надо было начинать.
При температуре 2500°С нагретый цилиндр, означенных выше размеров, будет терять около 9 КВт тепловой энергии, в основном - излучением. Так что, нагреть его до равновесной температуры и поддерживать ее какое-то время будет не так просто, если вообще возможно.

Кроме того, если это будет на воздухе, то, как уже было отмечено, вольфрам склонен к окислению.
Особенностями окисления вольфрама, отличающими его от окисления других металлов, является то, что его окислы, образующиеся при его окислении, возгоняются, плавятся и испаряются при температурах значительно ниже температуры плавления самого металла (3370°С), около 1200-1700°С.
Поэтому они не могут его защитить от окисления и есть опасность, что этот цилиндр быстро прогорит или даже полностью сгорит.

[_r00k_]

GraNiNi в сообщении #812511 писал(а):

_r00k_ в сообщении #811667 писал(а):

Буду прикидывать, как быстро вся система нагреется до рабочей температуры.

Наверное, с этого и надо было начинать.
При температуре 2500°С нагретый цилиндр, означенных выше размеров, будет терять около 9 КВт тепловой энергии, в основном - излучением. Так что, нагреть его до равновесной температуры и поддерживать ее какое-то время будет не так просто, если вообще возможно.

Кроме того, если это будет на воздухе, то, как уже было отмечено, вольфрам склонен к окислению.
Особенностями окисления вольфрама, отличающими его от окисления других металлов, является то, что его окислы, образующиеся при его окислении, возгоняются, плавятся и испаряются при температурах значительно ниже температуры плавления самого металла (3370°С), около 1200-1700°С.
Поэтому они не могут его защитить от окисления и есть опасность, что этот цилиндр быстро прогорит или даже полностью сгорит.

Да мне излучение и нужно, в основном. :)

С внешней стороны воздуха (кислорода) не будет. Изнутри - как повезет, смотря чем греть буду в итоге.

Про температуру плавления окислов - принято, это еще не смотрели на установке. Будем думать, как защищаться и обходить эту опасность.