Viene presentata una tecnica che utilizza un granello di combustibile solido con una nuova struttura elicoiale annidata per migliorare le prestazioni di combustione di un motore a razzo ibrido.
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Articolo metodologico
Migliorare le prestazioni di combustione di un motore a razzo ibrido utilizzando un nuovo grano combustibile con una struttura elicoiale annidata
In questo articolo
Sommario
Abstract
Viene presentata una tecnica per migliorare le prestazioni di combustione di un motore a razzo ibrido utilizzando una nuova struttura a grana di combustibile. Questa tecnica utilizza i diversi tassi di regressione dello stirene acrilonitrile butadiene e dei combustibili a base di paraffina, che aumentano gli scambi di materia ed energia attraverso il flusso vorticoso e le zone di ricircolo formate alle scanalature tra le palette adiacenti. La tecnica di fusione centrifuga viene utilizzata per gettare il combustibile a base di paraffina in un substrato di stirene acrilonitrile butadiene realizzato con stampa tridimensionale. Utilizzando l'ossigeno come ossidante, sono state condotte una serie di prove per studiare le prestazioni di combustione del nuovo grano combustibile. Rispetto ai grani di combustibile a base di paraffina, il grano combustibile con una struttura elicoiale annidata, che può essere mantenuto durante tutto il processo di combustione, ha mostrato un miglioramento significativo del tasso di regressione e un grande potenziale nel miglioramento dell'efficienza della combustione.
Introduzione
È urgente mente necessaria una tecnica per migliorare le prestazioni di combustione di un motore a razzo ibrido. Ad oggi, le applicazioni pratiche dei motori a razzo ibridi sono ancora molto meno di quelle dei motori a razzo solido eliquido 1,2. Il basso tasso di regressione dei combustibili tradizionali limita il miglioramento delle prestazioni di spinta per il motore arazzo ibrido 3,4. Inoltre, la sua efficienza di combustione è leggermente inferiore a quella di altri razzi ad energia chimica a causa della combustione a diffusionein....
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Protocollo
1. Allestimento e procedure sperimentali
- Preparazione del grano combustibile
NOTA: La granulometria con nuova struttura era costituita da due parti, che sono mostrate nella figura 4. Come parte principale del nuovo grano, il combustibile a base di paraffina rappresenta oltre l'80% della massa totale. Il substrato ABS viene utilizzato come combustibile aggiuntivo. La preparazione di questo grano combustibile è stata realizzata combinando stampa 3D e colata centrifuga.- Preparazione del substrato
- Aprire il software 3D per il disegno del substrato ABS.
NOTA: Il substrato ABS, che intendeva fornire la struttura ....
- Aprire il software 3D per il disegno del substrato ABS.
- Preparazione del substrato
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Risultati
La figura 7 mostra le variazioni della pressione della camera di combustione e della portata di massa dell'ossidante. Per fornire il tempo necessario per la regolazione del flusso, l'ossidante entra in anticipo nella camera di combustione. Quando il motore costruisce pressione nella camera di combustione, la portata di massa dell'ossigeno diminuisce rapidamente e quindi mantiene un cambiamento relativamente costante. Durante il processo di combustione, la pressione nella camera di combustion.......
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Discussione
La tecnica presentata in questo articolo è un nuovo approccio che utilizza un grano combustibile con una struttura elicoiale annidata. Non vi sono difficoltà nella creazione delle attrezzature e degli impianti necessari. La struttura elicoiale può essere facilmente prodotta dalla stampa 3D e la nidificazione di combustibili a base di paraffina può essere facilmente effettuata mediante colata centrifuga. Le stampanti 3D FDM (Fused Deposition Molding) non sono costose e il costo delle centrifughe è basso.
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato dalla National Natural Science Foundation of China (Grant n. 11802315, 11872368 e 11927803) e dalla Equipment Pre-Research Foundation del National Defense Key Laboratory (Grant n. 6142701190402).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Stampante 3D | Raise3D | N2 Plus | 305 &volte; 305 &volte; 605 mm |
| Software di disegno 3D | Autodesk | Inventor | |
| ABS | Raise3D | ABS nero | 1,75 mm |
| Fotocamera | Sony | A6000 | |
| Carbon | Aibeisi | ATP-88AT | |
| Macchina centrifuga | Luqiao Langbo Motor Co.Ltd | Personalizzato | ≤ 1450 rpm |
| Software di elaborazione dati | OriginLab | Origin 2020 | |
| EVA | DuPont Company | 360 | binder |
| Controllore di flusso di massa | Bronkhost | F-203AV | 0-1500 ln/min |
| Melt mixer | Winzhou Chengyi Jixie Co.Ltd | Custom | |
| Scheda di acquisizione dati multifunzione | NI | USB-6211 | |
| Paraffina | Sinopec Group Company | 58# | Paraffina completamente raffinata, punto di fusione≈ 58 gradi; C |
| PE cera | Qatar industria chimica petrolifera Azienda | ||
| Raise3D | ideaMaker | ||
| Candela | NGK | PFR7S8EG | |
| Acido stearico | ico Reagente Azienda | Indurente | personalizzato |
Riferimenti
- Boiron, A. J., Cantwell, B. 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. , (2013).
- Mazzetti, A., Merotto, L., Pinarello, G. Paraffin-based hybrid rocket engines applications: A review and a market perspective. Acta Astronautica. 126, 286-297 (2016).
- K....
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Ristampe e permessi
