The research of characteristics of combusting high-energy solid fuels and their fracturing ability to carbon cylinders

• Autorzy: Hebda K. , Habera Ł. , Frodyma A. , Wilk Z. , Koślik P. , Hadzik J.

Identyfikatory

DOI

10.22211/matwys/0143

Warianty tytułu

PL

Badanie charakterystyk spalania paliw wysokoenergetycznych oraz ich zdolności do szczelinowania walców węglowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents research results of combusting high-energy solid fuels (propellants) in laboratory rocket motor specifically modified to examine the rocks . The process of combusting highenergy fuel is characterized by fast chemical reaction, which causes creation of high pressure gaseous products. The rate of pressure rise from combusting propellants can be controlled in laboratory rocket motor by an appropriate selection of mass of the fuel and the diameter of the nozzle. By selecting fuel which has bigger mass we can obtain higher rate of pressure rise as compared to smaller mass of fuel. For testing purposes the nozzle from standard laboratory rocket motor was replaced by solid coal cylinder to determine the possibility of coal fracturing by gaseous products of propellant combustion. With the use of sensors there was registered a pressure inside the combustion chamber. The aim of the paper is presentation and comparison of the pressure change graphs which were created in result of combusting high-energy materials and macroscopic determination of carbon fracturing as a result of propellant interaction.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań ze spalania wysokoenergetycznych paliw (propelantów) w specjalnie zmodyfikowanym silniku rakietowym do badań skał. Proces spalania paliw wysokoenergetycznych jest to szybka reakcja chemiczna, w wyniku której powstają produkty gazowe pod wysokim ciśnieniem. Wzrost ciśnienia powstałego w wyniku spalania propelantów można kontrolować w laboratoryjnym silniku rakietowym poprzez właściwy dobór masy paliwa oraz średnicy dyszy. Wybierając paliwo o większej masie można się spodziewać większego wzrostu ciśnienia w porównaniu do ciśnienia wytworzonego z mniejszą ilością propelantu. Na potrzeby badania dysza ze standardowego laboratoryjnego silnika rakietowego została zastąpiona walcem węglowym, aby określić możliwość zeszczelinowania węgla przez gazowe produkty spalania propelantu. Za pomocą czujnika rejestrowane było ciśnienie wewnątrz komory spalania. Celem artykułu jest (1) prezentacja oraz porównanie wykresów zmiany ciśnienia w czasie, które zostały zarejestrowane podczas spalania paliw wysokoenergetycznych (2) określenia makroskopowo zeszczelinowania węgla w wyniku oddziaływania propelantów.

Słowa kluczowe

EN

combustion characteristics; heterogeneous propellants; laboratory rocket motor (LRM); propellant; fracturing; coal fracturing

PL

heterogeniczne propelanty; laboratoryjny silnik rakietowy; charakterystyka spalania; szczelinowanie z wykorzystaniem propelantów; szczelinowanie węgla

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Przemysłu Organicznego
• Czasopismo: Materiały Wysokoenergetyczne
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 9
• Strony: 188--193
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hebda K.

• Oil and Gas Institute - National Research Institute, 25A Lubicz Str., 31-503 Cracow, PL

autor

Habera Ł.

• Oil and Gas Institute - National Research Institute, 25A Lubicz Str., 31-503 Cracow, PL

autor

Frodyma A.

• Oil and Gas Institute - National Research Institute, 25A Lubicz Str., 31-503 Cracow, PL

autor

Wilk Z.

• Institute of Industrial Organic Chemistry, Branch in Krupski Młyn, 1 Zawadzkiego Str., 42-693 Krupski Młyn, PL

autor

Koślik P.

• Institute of Industrial Organic Chemistry, Branch in Krupski Młyn, 1 Zawadzkiego Str., 42-693 Krupski Młyn, PL

autor

Hadzik J.

• Institute of Industrial Organic Chemistry, Branch in Krupski Młyn, 1 Zawadzkiego Str., 42-693 Krupski Młyn, PL

Bibliografia

• [1] Poprawa P. 2010. System węglowodorowy z gazem ziemnym w łupkach – północnoamerykańskie doświadczenia i europejskie perspektywy. Przegląd Geologiczny 58: 216-225.
• [2] Gonet A., Nagy S., Rybicki C., Siemek J., Stryczek S., Wiśniowski R. 2010. Technologia wydobycia metanu z pokładów węgla (CBM). Górnictwo i Geologia 5 (3): 5-25.
• [3] Habera Ł. 2016. Szczelinowanie gazowe gazonośnych pokładów węgla kamiennego – badania poligonowe. Nafta-Gaz 12: 1063-1068.
• [4] Frodyma A., Habera Ł. 2013. Zasady oddziaływań fizycznych paliw stałych w środowisku otworu wiertniczego i skał złożonych i ich implikacje dla prac stymulacyjnych. Materiały Wysokoenergetyczne 5: 59-71.
• [5] Habera Ł. 2014. Badania zapłonu propelantów na stacjonarnym silniku laboratoryjnym. Nafta-Gaz 11:778-783.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).