Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 33 - Högenergibränslen för strålmotorer, av Bengt Ahrén
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Tabell 2. Effektivt värmevärde för metall- och borhydrider
Hydrid Tillstånd Täthet Värmevärde Värmevärde
vid 15°C vid 15°C per per
massenhet volymsenhet
kg/dm3 kcal/kg kcal/dm8
Berylliumhydrid fast — 18 300
Diboran gas 0,0012 17 300 20
Pentaboran vätska 0,61 16 200 9 900
Dekaboran fast 0,94 15 500 14 600
Aluminiumborhydrid vätska 0,57 13 900 7 900
Litiumhydrid fast 0,82 10 700 8 800
få en någorlunda homogen bränsleblandning,
som kan frammatas i rörledningar. Dessa
blandningar av fasta och flytande bränslen går
i England och USA under benämningen
"slur-ries".
Förbränningsförloppet vid metalliska
bränslen tycks dock i samtliga fall kännetecknas av
så stor intensitet, att svåra problem uppstår att
klara brännkamrarnas hållfasthet. Dessutom
har metallföreningarna stor benägenhet att
bilda avsättningar på brännkammarväggarna.
Av metalloiderna, bortsett från väte, uppvisar
bor det högsta värmevärdet, 13 900 kcal/kg,
alltså inte långt under berylliums
förbrännings-värme. Bor skulle kunna tänkas komma till
användning som tillsats i flytande bränslen,
men då det är ett ämne med synnerligen stor
hårdhet, närmast efter diamant i detta
avseende, kan man befara, att bränsleblandningen
skulle fungera som slipmedel och mycket snart
fördärva bränsleledningar, pumpar, spridare
etc.
Metallhyd rider
Då inget av de rena grundämnena med högt
värmevärde visat sig särskilt lämpligt att
separat användas som bränsle, har man börjat
utnyttja föreningar, där de ingår, och på så
sätt få fram bränslen, som är fördelaktiga ur
såväl drift- som prestandasynpunkt. Närmast
till hands ligger att såsom parallell till de
vanliga kolvätebränslena bilda föreningar mellan
väte och ett annat grundämne, som har högre
värmevärde än kol.
Högsta värmevärdet får en förening mellan
beryllium och väte, berylliumhydrid (tabell
2). Denna hydrid är dock inte lämplig som
bränsle, dels för att den är i fast form, dels
för att den är mycket giftig. Beryllium är
dessutom en dyrbar metall.
Av övriga metallhydrider kan nämnas
litium-hydriden, vilken också uppträder i fast form,
Tabell 3. Fysikaliska egenskaper hos borhydrider
Borliydrid Molekylvikt Smältpunkt Kokpunkt Täthet
°C °C kg/dm3
Diboran (B2H„) ...... ..... 27,7 — 165,1 — 92 0.431
Pentaboran (B-H9) . . , ..... 63,2 — 46,7 60 0,61
Dekaboran (B10H14) . , ..... 122.3 99,4 213 0,94
1 som vätska.
samt aluminiumhydriden, som är i gasform.
En förening av aluminium, bor och väte,
alu-miniumborhydrid, är däremot flytande vid
rumstemperatur och har ett värmevärde
omkring 14 000 kcal/kg.
Borhydrider
De hydrider, vilka verkar mest lovande som
bränslen, är inte metallhydriderna utan de
rena borhydriderna (Tekn. T. 1958 s. 343 ocli
503), som vid rumstemperatur förekommer i
samtliga aggregationstillstånd. Högsta
värme-värdet, 17 300 kcal/kg, har diboran (B,H0), som
är en giftig gas, instabil i närvaro av fuktig
luft. Närmast kommer pentaboran (B.H1(), som
tack vare sina fysikaliska egenskaper (tabell 3)
har de största förutsättningarna att kunna
användas som flygmotorbränsle. I USA tycks
ansträngningarna för närvarande i första hand
inriktas just på denna borliydrid.
Värmevärdet per massenliet är för pentaboran
ca 60 % högre än för flygfotogen (tabell 2),
och tätheten hos vätskan är 0,61 kg/dm3, vilket
ger drygt 20 % högre värmevärde per
volyms-enhet. Vid normalt atmosfärtryck är
pentaboran i flytande form i hela det
temperatur-område, som är aktuellt under sommar- ocli
vinterförhållanden.
De största nackdelarna med pentaboran ur
driftsynpunkt är de för liögenergibränslena
typiska egenskaperna: hög giftighetsgrad och
stor benägenhet att bilda avsättningar. Från
djurförsök har man konstaterat5, att
pentaboran och dekaboran är giftigare än diboran,
och att de båda förstnämnda angriper centrala
nervsystemet. Enligt rapporter från USA är de
boraner, som skall användas som
flygmotorbränslen, alkylerade, dvs. en del väte har
ersatts med en alkvlgrupp, t.ex. metyl, som
stabiliserar bränslet och gör gasen mindre giftig.
Enär man på detta sätt för in kol med lägre
värmevärde än väte, kominer de alkylerade
boranerna att få avsevärt lägre värmevärde
än de icke alkylerade. Som exempel kan
nämnas, att metyldiboran har ca 3 500 kcal/kg
lägre värmevärde än ren diboran.
Vid förbränning av pentaboran bildas
hor-oxid (BX)3), som är en sirapsliknande vätska
vid de i reamotorerna aktuella
turbintempera-turerna, och som kan fastna på flamrörsväggar
och på turbinens ledskenor och skövlar.
Avsättningar av bränslet i närheten av
bränsle-spridarna inträffar också, på grund av att
boranerna, då de utsättes för hög temperatur,
sönderfaller i fasta produkter. För att undvika
driftstörningar och prestandanedsättning i
reamotorerna är det möjligt, att man tills
vidare får begränsa användandet av pentaboran
till efterbrännkammaren.
Trots att många svåra problem återstår, innan
borhydriderna utvecklats till funktionsdugliga
bränslen, och trots att kostnaderna för
framställning av dem är oerhört stora, räknar man
på fullt allvar med att kunna använda dessa
bränslen inom en snar framtid. I USA har
forskningen intensifierats kraftigt efter 1952,
TEKNISK TIDSKRIFT 1 958 263
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
