[ASR] Calculation of the combustion of APER (updated)
bh,王者归来2013/05/29喷气推进 IP:江苏
The calculation has been done to get the main parameters for ASR's latest propellant APER, the brief report was written in English for advanced readers who were expected to be skillful and knowledgeable rocket researchers.

本计算实验是对ASR高能固体火箭燃料APER改进型的一次热力学计算,这篇简短的报告用英文写成,以此来避免在翻译过程中的数据缺失。本文针对进阶火箭爱好者和读者。

The formulation recently developed for the APER is tentative and can later include other components such as aluminum and DOS
FORMULATION TESTED: AP                    68%
                                         Epoxy  Resin     20%  
                                         Al                      12%

Due to the rapid and imponderable variations of most of systematic parameters, the environmental settings can hardly be predicted, so it will be pleasurable to set a mean value. For instance, the calculation requires chamber pressure which is altering through out the process of working. I chose 1200psi (8.27MPa) as the calculated one just by experience.

The variables or operationg conditions controlled in this calculation are listed below:
Temperature of the Chamber   298K
Chamber Pressure                   1200psi
Exhaust Pressure                     14.7psi (1 atm)

The result of calculation:
   Code                                   WEIGHT     D-H  DENS     COMPOSITION
      0 AMMONIUM PERCHLORATE              68.000    -601  0.07040   1 CL   4 H    1 N    4 O  
      0 ALUMINUM (PURE CRYSTALINE)        12.000       0  0.09750   1 AL
      0 EPOXY 201                         20.000    -661  0.04040  24 H   16 C    4 O  

the propellant density is  0.06313 lb/cu-in or   1.7474 gm/cc
the total propellant weight is  100.0000 grams

number of gram atoms of each element present in ingredients

    4.026989 h
    1.141357 c
    0.578738 n
    2.600292 o
    0.444774 al
    0.578738 cl

****************************chamber results follow   *****************************
  t(k)  t(f)  p(atm)   p(psi) enthalpy  entropy   cp/cv    gas   rt/v
  3098  5118    81.63  1200.00   -54.09   231.26  1.1890  3.773   21.634

specific heat (molar) of gas and total =     9.824    11.814
number mols gas and condensed =     3.773    0.219

1.045827e+000 co         1.016340e+000 h2         6.911820e-001 h2o        5.533573e-001 hcl      
2.889427e-001 n2         2.191144e-001 al2o3*     9.530760e-002 co2        4.592917e-002 h        
1.687644e-002 cl         1.143639e-002 ho         2.407126e-003 alcl       1.580532e-003 alcl2    
1.224398e-003 alocl      6.738470e-004 no         5.082375e-004 alho2      5.012126e-004 alcl3    
3.090869e-004 o          2.363468e-004 alho       8.375089e-005 o2         7.942520e-005 nh3      
7.168903e-005 cho        4.859937e-005 cl2        3.626335e-005 cocl       3.622675e-005 alo      
3.136510e-005 cnh        1.425074e-005 hocl       1.374346e-005 al         1.298290e-005 ch2o      
1.258595e-005 nh2        6.236644e-006 ocl        3.808819e-006 alh        3.483641e-006 cnho      
2.970532e-006 n          2.702406e-006 nh         2.686548e-006 al2o       1.468401e-006 nho      
  1.21759e-06 ho2      

the molecular weight of the mixture is    25.048

****************************exhaust results follow   *****************************
  t(k)  t(f)  p(atm)   p(psi) enthalpy  entropy   cp/cv    gas   rt/v
  1633  2481     1.00    14.70  -130.36   231.26  1.2220  3.734    0.268

specific heat (molar) of gas and total =     9.036    10.324
number mols gas and condensed =     3.734    0.222

1.105206e+000 h2         9.683347e-001 co         6.188583e-001 h2o        5.786071e-001 hcl      
2.893394e-001 n2         2.223673e-001 al2o3&     1.729507e-001 co2        1.563261e-004 h        
6.418360e-005 cl         7.271502e-006 nh3        3.867836e-006 ho         1.251784e-006 alcl3    

the molecular weight of the mixture is    25.278

**********performance:  frozen on first line, shifting on second line**********

impulse   is ex      t*      p*      c*    isp*  opt-ex  d-isp      a*m   ex-t
   252.1  1.1982    2819   46.11  4977.8           10.22  440.5  0.12896   1496
   257.6  1.1447    2896   46.97  5120.3   194.5   10.50  450.2  0.13265   1633

boost velocities for propellant density of  0.06313 (s.g. of    1.747)

   10/ 20535     15/ 17515     25/ 13923     30/ 12715     55/  9061     60/  8589  
   69/  7860     71/  7716     88/  6684    100/  6114    150/  4530    175/  4016  
  200/  3609    300/  2571   1000/   858   3000/   296   5000/   179   5000/   179  


   code                                   weight     d-h  dens     composition
      0 ammonium perchlorate              68.000    -601  0.07040   1 cl   4 h    1 n    4 o  
      0 aluminum (pure crystaline)        12.000       0  0.09750   1 al
      0 epoxy 201                         20.000    -661  0.04040  24 h   16 c    4 o  

the propellant density is  0.06313 lb/cu-in or   1.7474 gm/cc
the total propellant weight is  100.0000 grams

number of gram atoms of each element present in ingredients

    4.026989 h
    1.141357 c
    0.578738 n
    2.600292 o
    0.444774 al
    0.578738 cl

****************************chamber results follow   *****************************
  t(k)  t(f)  p(atm)   p(psi) enthalpy  entropy   cp/cv    gas   rt/v
  3098  5118    81.63  1200.00   -54.09   231.26  1.1890  3.773   21.634

specific heat (molar) of gas and total =     9.824    11.814
number mols gas and condensed =     3.773    0.219

1.045827e+000 co         1.016340e+000 h2         6.911820e-001 h2o        5.533573e-001 hcl      
2.889427e-001 n2         2.191144e-001 al2o3*     9.530760e-002 co2        4.592917e-002 h        
1.687644e-002 cl         1.143639e-002 ho         2.407126e-003 alcl       1.580532e-003 alcl2    
1.224398e-003 alocl      6.738470e-004 no         5.082375e-004 alho2      5.012126e-004 alcl3    
3.090869e-004 o          2.363468e-004 alho       8.375089e-005 o2         7.942520e-005 nh3      
7.168903e-005 cho        4.859937e-005 cl2        3.626335e-005 cocl       3.622675e-005 alo      
3.136510e-005 cnh        1.425074e-005 hocl       1.374346e-005 al         1.298290e-005 ch2o      
1.258595e-005 nh2        6.236644e-006 ocl        3.808819e-006 alh        3.483641e-006 cnho      
2.970532e-006 n          2.702406e-006 nh         2.686548e-006 al2o       1.468401e-006 nho      
  1.21759e-06 ho2      

the molecular weight of the mixture is    25.048

****************************exhaust results follow   *****************************
  t(k)  t(f)  p(atm)   p(psi) enthalpy  entropy   cp/cv    gas   rt/v
  1633  2481     1.00    14.70  -130.36   231.26  1.2220  3.734    0.268

specific heat (molar) of gas and total =     9.036    10.324
number mols gas and condensed =     3.734    0.222

1.105206e+000 h2         9.683347e-001 co         6.188583e-001 h2o        5.786071e-001 hcl      
2.893394e-001 n2         2.223673e-001 al2o3&     1.729507e-001 co2        1.563261e-004 h        
6.418360e-005 cl         7.271502e-006 nh3        3.867836e-006 ho         1.251784e-006 alcl3    

the molecular weight of the mixture is    25.278

**********performance:  frozen on first line, shifting on second line**********

impulse   is ex      t*      p*      c*    isp*  opt-ex  d-isp      a*m   ex-t
   252.1  1.1982    2819   46.11  4977.8           10.22  440.5  0.12896   1496
   257.6  1.1447    2896   46.97  5120.3   194.5   10.50  450.2  0.13265   1633

boost velocities for propellant density of  0.06313 (s.g. of    1.747)

   10/ 20535     15/ 17515     25/ 13923     30/ 12715     55/  9061     60/  8589  
   69/  7860     71/  7716     88/  6684    100/  6114    150/  4530    175/  4016  
  200/  3609    300/  2571   1000/   858   3000/   296   5000/   179   5000/   179  


   code                                   weight     d-h  dens     composition
      0 ammonium perchlorate              68.000    -601  0.07040   1 cl   4 h    1 n    4 o  
      0 aluminum (pure crystaline)        12.000       0  0.09750   1 al
      0 epoxy 201                         20.000    -661  0.04040  24 h   16 c    4 o  

the propellant density is  0.06313 lb/cu-in or   1.7474 gm/cc
the total propellant weight is  100.0000 grams

number of gram atoms of each element present in ingredients

    4.026989 h
    1.141357 c
    0.578738 n
    2.600292 o
    0.444774 al
    0.578738 cl

****************************chamber results follow   *****************************
  t(k)  t(f)  p(atm)   p(psi) enthalpy  entropy   cp/cv    gas   rt/v
  3098  5118    81.63  1200.00   -54.09   231.26  1.1890  3.773   21.634

specific heat (molar) of gas and total =     9.824    11.814
number mols gas and condensed =     3.773    0.219

1.045827e+000 co         1.016340e+000 h2         6.911820e-001 h2o        5.533573e-001 hcl      
2.889427e-001 n2         2.191144e-001 al2o3*     9.530760e-002 co2        4.592917e-002 h        
1.687644e-002 cl         1.143639e-002 ho         2.407126e-003 alcl       1.580532e-003 alcl2    
1.224398e-003 alocl      6.738470e-004 no         5.082375e-004 alho2      5.012126e-004 alcl3    
3.090869e-004 o          2.363468e-004 alho       8.375089e-005 o2         7.942520e-005 nh3      
7.168903e-005 cho        4.859937e-005 cl2        3.626335e-005 cocl       3.622675e-005 alo      
3.136510e-005 cnh        1.425074e-005 hocl       1.374346e-005 al         1.298290e-005 ch2o      
1.258595e-005 nh2        6.236644e-006 ocl        3.808819e-006 alh        3.483641e-006 cnho      
2.970532e-006 n          2.702406e-006 nh         2.686548e-006 al2o       1.468401e-006 nho      
  1.21759e-06 ho2      

the molecular weight of the mixture is    25.048

****************************exhaust results follow   *****************************
  t(k)  t(f)  p(atm)   p(psi) enthalpy  entropy   cp/cv    gas   rt/v
  1633  2481     1.00    14.70  -130.36   231.26  1.2220  3.734    0.268

specific heat (molar) of gas and total =     9.036    10.324
number mols gas and condensed =     3.734    0.222

1.105206e+000 h2         9.683347e-001 co         6.188583e-001 h2o        5.786071e-001 hcl      
2.893394e-001 n2         2.223673e-001 al2o3&     1.729507e-001 co2        1.563261e-004 h        
6.418360e-005 cl         7.271502e-006 nh3        3.867836e-006 ho         1.251784e-006 alcl3    

the molecular weight of the mixture is    25.278


The results also include the relationship between the impulse and the exp ratio
I plotted the graph for the data. The graph indicates that when the exp ratio is between 9 and 12, the impulse gets its maximum value, which is about 257s
QQ截图20130529211254.jpg


QQ截图20130519193655.jpg
Think & Discovery
+100  科创币    焓熵`    2013/05/29 这个应该写中文教程才对
+100  科创币    delete    2013/05/30 支持英文!有点不地道(☆_☆)
+20  科创币    第七骑士团    2013/05/30
来自:航空航天 / 喷气推进
12
已屏蔽 原因:{{ notice.reason }}已屏蔽
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~~空空如也
bh,王者归来 作者
11年8个月前 IP:未同步
530207
先把简要报告和数据发了,教程以后详细写
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彩虹之巅
11年8个月前 IP:未同步
530359
还是用中文写的比较好,英文看不懂。
曲高和寡。
请论坛里哪位高人翻译一下就好了


另外环氧树脂中的固化剂比例是多少?是否要加入增韧剂等?
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第七骑士团
11年8个月前 IP:未同步
530529
软件算的? 这个可以叫 APCP 了吧,  [s:274]
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拔刀斋
11年8个月前 IP:未同步
530545
回 楼主(反正已经死) 的帖子
赞热力学计算
GUIPEP自带生成焓数据库不准确,需要使用第三方数据校准
烟火剂基本数据资料【不定期更新】by wesker
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/47747
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
530553
回 2楼(bolide) 的帖子
别急,我自己会重新写中文版的,这个帖子用英文的主要是我最近时间非常紧,而计算输出的数据全是英文的,来不及翻译了,于是就写英文的。后面我会详细介绍这款软件的应用和相关热力学计算理论,并且写中文教程来解释如何用propep辅助开发新燃料。另外,我已指示ASR电子组的程序员们重新校对propep的数据库,并准备汉化本软件,替换美制单位为国际单位。
+40
科创币
delete
2013-05-30
期待
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猎鹰
11年8个月前 IP:未同步
530562
回 5楼(反正已经死) 的帖子
能不能发一份GUIPEP到论坛上呢?之前那个根本用不了。
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彩虹之巅
11年8个月前 IP:未同步
530569
回 6楼(猎鹰) 的帖子
+50
科创币
猎鹰
2013-05-30
高质量发帖
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
530571
Re:回 2楼(bolide) 的帖子
引用第5楼反正已经死于2013-05-30 17:54发表的 回 2楼(bolide) 的帖子 :
我已指示ASR电子组的程序员们重新校对propep的数据库,并准备汉化本软件,替换美制单位为国际单位。


而且我们尝试添加一些符合中国国情的物质的数据
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卡拉什尼科夫
11年8个月前 IP:未同步
530700
高水平啊!
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qharryq
11年8个月前 IP:未同步
533907
目测propep3
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bh,王者归来作者
11年8个月前 IP:未同步
534180
回 10楼(qharryq) 的帖子
哈哈,是的..
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