Лабораторные испытания ракетного топлива в масштабе медленного приготовления: анализ скорости горения медленно нагретого топлива (CRASH-P)

Тест CRASH-P может быть использован для количественной оценки медленного реагирования ракетного топлива в гораздо меньших масштабах, чем современные методы тестирования. Испытание является менее дорогостоящим и более быстрым методом проверки ракетного топлива на медленное насилие, чем текущие полномасштабные испытания. Трудно проводить полномасштабные испытания медленного приготовления на ранних стадиях разработки ракетного топлива.

Тест CRASH-P может предоставить большую часть этой важной информации на ранних сроках процесса формулирования. Тест является быстрым и достаточно недорогим, чтобы многие из основных вопросов, связанных с химической кинетикой ингредиентов ракетного топлива во время медленного приготовления, можно было исследовать более подробно, чем когда-либо прежде. Испытание CRASH-P требует опыта в приборах для тепловых жидкостей, а также настройки высокоскоростного сбора данных для измерения температуры и давления.

Визуальная демонстрация этого метода может быть полезной, так как настройка диагностического оборудования и позиционирование образца могут быть затруднены только с письменной инструкцией. Демонстрацию процедуры с Кристофером Греем демонстрирует Скотт Самнер, инженер-исследователь из нашей лаборатории. Для установки в образец топлива прикручивайте крышку держателя образца болтами к держателю образца CRASH-P для герметизации образца, а затем прикрепите герметичный образец к стальной доске, прикрепленной к крышке камеры испытания CRASH-P, чтобы сохранить образец в середине камеры.

Поместите одну из тепловых пар из электрических каналов питания внутрь держателя образца топлива, чтобы захватить любые экзотермические реакции. Поместите еще одну пару Термо на стальную доску, направленную вверх, чтобы записать температуру воздуха внутри камеры CRASH-P. Поместите небольшое количество RTV туда, где тепловая пара входит в держатель пробы пропеллента, чтобы запечатать отверстие.

После того, как образец будет закреплен, вставьте крышку камеры в корпус камеры. Используйте цилиндрический стержень, чтобы полностью натянуть резьбу и затянуть стопорную головку на камеру и использовать шаг девять резьб на дюйм, установите винты шестигранного болта для установки винтов диаметром 7/8 дюйма в головку камеры. Затяните болты, чтобы обеспечить равномерное закрепление камеры, и используйте динамометровый ключ для обеспечения равномерного уплотнения.

Установите в камеру фиксаторные зажимы, удерживая зажимы на месте дюбельными штифтами. Для установки торца камеры прикрепить пластину к испытательному столу, чтобы предотвратить осевое движение испытания CRASH-P во время события зажигания. Затем подключите коаксиальные кабели датчика динамического давления к динамическим датчикам давления, прежде чем подключать электрические нагреватели к розеткам, которые подключаются к регуляторам температуры.

Включите панель управления температурой и регулятор температуры. Циклически просматривайте меню, чтобы убедиться, что все находится в настройках по умолчанию. Убедитесь, что впускной и выходной провода подключены к динамическому кондиционеру сигнала давления, и включите кондиционер.

Установите значения температуры на регуляторе температуры по мере необходимости для 16 временных интервалов, используя первые три интервала, чтобы установить рампу и период замачить при 50 градусах Цельсия в течение двух часов. Введите оставшиеся интервалы для подачи данных для испытания, чтобы получить линейный профиль нагрева, который не изменяет наклон во время испытания, и установить конечную температуру на 350 градусов Цельсия. Включите электропитающие нагреватели на консоли управления и включите регулятор температуры, чтобы запустить тест удаленно.

На странице управления регулятора температуры включите RSEN. Затем нажмите вспомогательную кнопку, чтобы изменить условие испытания с режима ожидания на запуск, чтобы начать нагрев камеры. Для сбора данных в программном обеспечении системы сбора данных установите одну область сбора тестовых данных, чтобы можно было измерять давление основной платой, которая измеряет динамическое давление, и другую, чтобы позволить измерять температуры усилителем тепловой пары.

Настройте систему на запуск механизма срабатывания так, чтобы после достижения порогового напряжения частота дискретизации давления изменялась с одного образца в секунду до 50 000 образцов в секунду. Поскольку сбор данных не прекращается сам по себе, периодически проверяйте тест на температуру экзотерма или срабатывание реакций давления. Если наблюдается какая-либо реакция, вручную остановите запись и выключите питание нагревателя, видео и регулятора температуры.

В конце эксперимента вручную экспортируйте данные о температуре и давлении в отдельные текстовые файлы с разделителями табуляции на соответствующий компьютер для последующего анализа. Дайте испытательной камере остыть в течение не менее 12 часов перед вентиляцией. Камера тщательно разбирается для высвобождения любых газов продукта из экзотермической реакции.

Захват любых фрагментов контейнера для образцов держателя образца перед очисткой камеры Здесь можно наблюдать температурные следы для внутреннего воздуха камеры и температуры внутреннего топлива, полученные системой сбора данных. Измеряли незначительные экзотермические реакции до воспламенения вместе с основной экзотермической реакцией. Показания динамического давления для реакции обычно регистрируются для передних, задних и задних динамических манометров.

Как и большинство лабораторных мероприятий по приготовлению пищи, состояние контейнера для образцов может быть оценено на наличие повреждений после реакции. Обычно наблюдается довольно большая степень измеренных вариаций в реакции насилия различных образцов топлива, что позволяет количественно оценить и сравнить насилие для различных реакций. В целом, более быстрые реакции давления демонстрируют больший разброс или шум в данных о давлении, что согласуется с большим колебанием камеры из-за более сильной реакции.

Обязательно размещайте термопары в одном и том же месте для плавного и стабильного профиля нагрева. Кроме того, обязательно очистите поверхности датчиков давления, чтобы уменьшить шум при измерениях насилия реакции. После анализа осмотрите остаток топлива и контейнер для образцов конечного химического продукта, а также проверьте степень повреждения контейнера для образцов в результате реакции медленного приготовления.

В заключение, помните, что некоторые ингредиенты ракетного топлива могут реагировать совсем не так, как ожидалось, при нагревании в ограниченных условиях. Спасибо за просмотр.