[sugpro] Re: Near cato...what happened?

  • From: "Rick Maschek" <dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> (Redacted sender "rickmaschek" for DMARC)
  • To: "sugpro@xxxxxxxxxxxxx" <sugpro@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Mon, 23 Nov 2020 17:40:25 +0000 (UTC)

 I'm wondering if pressure is going to cause air voids to migrate laterally and 
get pushed through a semipermiable casting tube, wouldn't it also be pushed up 
along a nonpermiable casting tube and motor case especially if the propellant 
doesn't like sticking to the case material? And if this migration takes place, 
you would think this increases disbonding of the propellant from the motor case 
since air is being forced between the two.
Rick
    On Monday, November 23, 2020, 09:25:06 AM PST, Richard Nakka 
<richard.rocketry@xxxxxxxxx> wrote:  
 
 You are correct, using compression may not help you much as your casting tube 
is PVC.
A surge in thrust as you experienced is definitely consistent with a burning 
area greater than design. This could be a result of a crack, void(s) or 
disbonding. Another possibility is burn rate. You mentioned that you used a 
modified formulation. Is it possible that this modified formulation has a 
greater burn rate under pressure? This could also explain the higher than 
expected pressure. And might this modified formulation be less flexible, such 
that disbonding may have occurred? By this I mean that the propellant may not 
adhere as well to the casing walls, and under pressure, as the PVC casing 
expands, a tiny gap may have opened up between the grain and the casing walls.
Richard

On Mon, Nov 23, 2020 at 10:16 AM Redacted sender tadserralt for DMARC 
<dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> wrote:

Oh, dang.  Forgot to square it.  Yep, Thanks Richard.
To answer your question, the 806 was the actual difference between the empty 
and full motor weight.  
As suggested, I will cast a slug of propellant with known weight and volume and 
determine the true density of my propellant.  
Curing under pressure will help in my bates grain setup where I use porous 
casting tubes.  But for this particular setup and based on what you discussed 
with Rick, It won't help since it is a single grain pour into an impervious 
material like pvc.  Correct?
And lastly, based on the info we have now with my density of this static test, 
do we still believe the surge in thrust and the compromise of the delay grain 
was caused by a void/crack in the grain?
Thanks,Tad


-----Original Message-----
From: Richard Nakka <richard.rocketry@xxxxxxxxx>
To: sugpro@xxxxxxxxxxxxx
Sent: Mon, Nov 23, 2020 10:27 am
Subject: [sugpro] Re: Near cato...what happened?

Tad, your density calculation is nearly correct, but not quite. You forgot to 
square the 2.54 value (core diameter in centimetres). The correct volume of 
your motor is 463 cu.cm. As such, your propellant density is 1.74 g/cu.cm, or 
1.74/1.84 = 0.945 or 94.5% of theoretical. Now, a couple of things. This 
assumes that there is no water lost during the cooking process. If there is 
water lost, the theoretical density will be higher than 1.84 g/cc. Also, is the 
806 grams the amount of propellant prepared, or the actual amount in the motor? 
Some propellant is always left in the pot and this amount can be significant 
when it comes to the density check.
As someone suggested, you should determine the true density of your propellant 
by casting a slug of known volume and mass.Richard

On Fri, Nov 20, 2020 at 10:37 PM Redacted sender tadserralt for DMARC 
<dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> wrote:

Ok, so it is further confirmed.  Assuming I've done my calculations correctly, 
the density of the J-Class motor was way off.  78% from the ideal.  Compared to 
the K-Class I successfully fired at 90% from ideal.  I hate to admit it but I 
just learned how to measure density.  If you would be so kind, please verify my 
math:
-Flexi-fuel (65%KNO3, 18%Sucrose(powdered), 17% Corn syrup):

0.65/2.109 + 0.18/1.5805 + 0.17/1.4 = .543518
1/.543518 =  1.839865 g/cm3 (Ideal Density of Flexi-fuel)
-12 inch long 2 inch diameter 1 inch core with total propellant mass of 806 
grams:
3.14159/4 x (25.806cm - 2.54cm) x 30.48cm =  556.96281 Total Volume
806/556.96281 =  1.4471 g/cm3 (Actual Density of propellant in question)
That's ONLY 78.6% of the ideal.
I performed the same calculation for the K-Class 2"OD, 1"core, 21 inch length 
and propellant mass of 1,623 grams and came up with a measured density of 
1.66515 g/cm3 which equates to 90% from ideal.  
Did I do my math correctly??
If I did, then clearly, there must have been voids in the J-class motor which 
caused a spike in thrust which caused the delay element to shoot out.  In 
hindsight, I'm thankful the delay element was there and not just an end cap; 
because then, it would've definitely cato'd.
Lesson learned.  Check density.
Cheers,Tad
-----Original Message-----
From: Richard Nakka <richard.rocketry@xxxxxxxxx>
To: sugpro@xxxxxxxxxxxxx
Sent: Fri, Nov 20, 2020 11:34 am
Subject: [sugpro] Re: Near cato...what happened?

Tad,I have not yet looked at the video, however, I do not think it was any sort 
of nozzle blockage. You are correct in pointing out that the increased thrust 
level would not have developed if there was a blockage.I suspect a flaw in the 
grain, either a large void or possible disbonding at the casing/propellant 
interface. Being flexifuel, I gather that the latter is less likely.Did you do 
a check of the grain density? This is an excellent means of determining if your 
grain is 'sound'. If there is a void, it'll reveal itself in a lower than 
expected grain density. Calculating the density is not hard, you just need to 
know the empty and full weight of the motor and measure the grain volume. I 
would never fire any motor without doing this key 'quality' check.
Richard

On Fri, Nov 20, 2020 at 9:08 AM Redacted sender tadserralt for DMARC 
<dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> wrote:

Hello everyone,Below is a link to a video of the latest static test on a 
J-Class 2" Diameter, 1" core, 12" single grain pvc motor with a .5625" nozzle.  
Kn initial 171 and KN Max and Final at 278.  I've had very good success with 
this progressive single grain burn using Pollino's Flexi-fuel formula 65/18/17  
KNO3/Su/Corn syrup.  I've had nominal results with multiple 15 inch 1.25" 
diameter single grain I-class motors and a recent successful 24 inch 2" 
diameter 1" core single 24 inch grain K-Class PVC motor with a .8125" nozzle 
(Kn initial: 155 Kn Max and Final: 279).  
https://www.youtube.com/watch?v=h9SMcbwAi5U&feature=youtu.be

So what the hell happened here?  This was half the size of the successful 
K-Class and I maintained same formulation and a proper Kn profile.  It didn't 
cato.  It just blew the forward closure containing the delay element and burned 
right thru a 2 inch wood plank and toasted my scale.  All in less than .4 
seconds.  I considered Overpressurization due to a blockage caused by the epoxy 
plug I used in the igniter on one side in order to force the initial burn down 
the core.  But even then, I would think that over-pressurization due to some 
blockage would obviously increase the pressure inside but not increase the 
thrust; and yet notice the pounds of thrust.  My K-Class had a max thrust of 
256 lbs.  This J-Class went to more than 340 lbs before it scorched the scale!! 
 And all of this in less than .4 seconds!!  Can a blockage do that?  Or maybe a 
partial blockage causing smaller throat diameter?  Cracked grain increasing 
burn rate?  I doubt it because that's the whole point of flexi-fuel:  very 
viscous which allows a single grain pour.  What exactly happened?  I really 
would like to know before proceeding any further.  Hoping the footage helps in 
figuring it out.  Thank you for your kind attention.
Tad



  

Other related posts: