Verbetering van de verbrandingsprestaties van een hybride raketmotor met behulp van een nieuwe brandstofkorrel met een geneste spiraalvormige structuur

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van de vraag hoe de verbrandingsprestaties van granen te verbeteren. De belangrijkste voordelen van dit protocol is dat de spiraalvormige structuur brandstofkorrels niet zal verdwijnen met het verbrandingsproces. Deze methode kan ook worden toegepast op graanformule met verschillende materiaalcompilasaties zoals EBS en PUX.

Begin met het bereiden van de acrylonitril butadieen styreen, of ABS substraat, met behulp van 3D-software. Sla de 3D-substraatstructuur op als een STL-bestand. Open vervolgens de 3D-snijsoftware en importeer de structuur.

Klik op beginnen met snijden en selecteer de snelheidsafdrukmodus in de hoofdsjabloon. Dubbelklik op snelheid. Verander vervolgens de infilldichtheid in 100% en selecteer vlot met rok voor de platformeditie.

Klik op Opslaan en sluiten en klik vervolgens op segment. Schakel de 3D-printer in en importeer het slicebestand van het ABS-substraat. Stel de temperatuur van het verwarmde bed en het mondstuk in op respectievelijk 100 en 240 graden Celsius.

Klik op start om af te drukken na stabilisatie. Om een succesvolle afdruk te garanderen, breng je vaste lijm op de hete plaat aan om de hechting tussen het ABS-substraat en de kookplaat te vergroten. Bereid voor een paraffinegebaseerde brandstofvoorbereiding grondstoffen voor van paraffine, polyethyleenwas, sterzuur, ethyleenvincaracetaat en koolstofpoeder.

Configureer de brandstof op basis van paraffine op basis van manuscriptaanwijzingen en plaats de geconfigureerde materialen in de smeltmixer. Dan smelten en roer ze tot volledig gemengd. Plaats het ABS-substraat in de centrifuge en bevestig het met een einddop.

Sluit het poeder aan en zet de schakelaar van de waterkoelpomp aan. Zet vervolgens het centrifugerelais aan en verhoog de snelheid naar 1,400 RPM. Open de klep op de smeltmixer en begin met gieten.

Verwijder de brandstofkorrel en snijd de vorm bij. Meet en neem het gewicht, de lengte en de binnendiameter van de volledige brandstofkorrel op en fotografeer het. Om de hybride raketmotor te monteren, bevestigt u de verbrandingskamersectie op de schuifrail, laadt u de brandstofkorrel en installeert u het gedeelte na de verbrandingskamer.

Installeer het hoofd en mondstuk. Installeer vervolgens de fakkelontsteker op het hoofd van de hybride raketmotor. Installeer de bougie en sluit de voeding aan.

Sluit de stikstof-, oxidatiemiddelen, ontstekingsmethaan en zuurstofgastoevoerleidingen aan tussen de testbank en de gasfles. Sluit de industriële computer, de multifunctionele data-acquisitiekaart, de massastroomcontroller en de controlekast van de testbank aan. Kracht op de testbank, de massastroomcontroller en de ontsteker.

Open de FlowDDE-software en klik op communicatie-instellingen. Klik op de bijbehorende verbindingsinterface en klik op oke. Klik op open communicatie om de communicatie met de stroomregelaar tot stand te brengen.

Open vervolgens het meet- en regelprogramma of MCP. Stel het invoer- en uitvoerkanaal van de multifunctionele gegevensacquisitiekaart in en klik op run om de communicatie met het hele systeem tot stand te brengen. Controleer de status van de MCP-run en stel deze in op de handmatige besturingselementmodus.

Controleer de werktoestand van de bougie en voer een kleptest uit. Test de functie voor het opnemen van gegevens. Open vervolgens de instellingsinterface en stel de testtijd in, inclusief klepopenings- en sluitingstijd, ontstekingstijd en duur van het registreren van gegevens.

Stel veiligheidseisen vast en maak het personeel uit het experimentele gebied vrij. Open de cilinderklep en pas de uitgangsdruk van de regelklep aan op basis van de verschillende omstandigheden in de massastroomsnelheid. Open de instellingsinterface en stel de massastroomsnelheid van de oxidatiemiddel in.

Schakel de camera in, stel de MCP in op de automatische besturingsmodus en wacht op trigger. Klik op start op de MCP om het experiment te starten. Na ongeveer een minuut klikt u op Stoppen en schakelt u de camera uit.

Sluit de gasfles en open de klep in de leiding om de druk te verlichten. Schakel de testbank uit en verwijder de brandstofkorrel. Meet en fotografeer de brandstofkorrel zoals eerder aangetoond.

Veranderingen in de druk van de verbrandingskamer en de massastroom van oxidatiemiddelen worden hier weergegeven. Om de benodigde tijd voor stroomregeling te bieden, komt de oxidatiemiddel op voorhand de verbrandingskamer binnen. Wanneer de motor druk opbouwt in de verbrandingskamer, daalt de zuurstofmassastroom snel en behoudt vervolgens een relatief gestage verandering.

Tijdens het verbrandingsproces blijft de druk in de verbrandingskamer stabiel. Een vergelijking van de drukfrequentie van de verbrandingskamer wordt hier voorgesteld. Het drukfluctuatiespectrum van de nieuwe brandstofkorrel bevatte drie verschillende pieken die werden geassocieerd met de hybride laagfrequente, Helmholtz-modus en de akoestische halve golf in de verbrandingskamer.

De posities van de drukpieken van de nieuwe brandstofkorrel waren in principe hetzelfde als die van de op paraffine gebaseerde brandstoffen, wat aangeeft dat de nieuwe structuur waarschijnlijk geen extra verbrandingsschommelingen zal introduceren. Regressie snelheid als een functie van oxidatief flux werd vergeleken tussen de brandstofkorrels. Bij dezelfde oxidatiemiddel massastroomsnelheid, de regressie snelheid van de nieuwe brandstofkorrel was hoger dan die van de paraffine-gebaseerde brandstof en de kloof geleidelijk groter naarmate de oxidatie flux toegenomen.

Karakteristieke snelheid werd gebruikt om de verbrandingsefficiëntie te vergelijken. De nieuwe brandstofkorrel stelde een hogere kenmerkende snelheid tentoon dan paraffine-gebaseerde korrels bij diverse oxidizer en brandstofverhoudingen. Dit komt overeen met een gemiddelde toename van de verbrandingsefficiëntie van ongeveer 2%Bij het proberen van dit protocol, bedenk dan dat de giettemperatuur van paraffine-gebaseerde brandstof niet hoger kan zijn dan 120 graden Celsius.