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Améliorer les performances de combustion d’un moteur-fusée hybride à l’aide d’un nouveau grain de carburant avec une structure héliétique imbriquée
Chapters
Summary January 18th, 2021
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Une technique utilisant un grain de combustible solide avec une nouvelle structure hélitique imbriquée pour améliorer les performances de combustion d’un moteur-fusée hybride est présentée.
Transcript
Cette méthode peut aider à répondre à la question de savoir comment améliorer les performances de combustion des grains. Les principaux avantages de ce protocole sont que les grains de carburant à structure héliale ne disparaîtront pas avec le processus de combustion. Cette méthode peut également être appliquée à la formule céréalière avec différentes compilations de matériaux telles que EBS et PUX.
Commencez par préparer le styrène acrylonitrile, ou substrat ABS, à l’aide d’un logiciel 3D. Enregistrez la structure du substrat 3D sous forme de fichier STL. Ouvrez ensuite le logiciel de tranchage 3D et importez la structure.
Cliquez sur démarrer le tranchage et sélectionnez le mode d’impression de vitesse à partir du modèle principal. Vitesse à double clic. Ensuite, changez la densité du remplissage à 100% et sélectionnez radeau avec jupe pour l’édition plate-forme.
Cliquez enregistrer et fermer, puis cliquez sur tranche. Allumez l’imprimante 3D et importez le fichier de tranche du substrat ABS. Réglez la température du lit chauffé et de la buse à 100 et 240 degrés Celsius respectivement.
Cliquez pour commencer à imprimer après la stabilisation. Pour assurer une impression réussie, appliquez de la colle solide sur la plaque chaude pour augmenter l’adhérence entre le substrat ABS et la plaque chaude. Pour une préparation de carburant à base de paraffine, préparez des matières premières de paraffine, de cire de polyéthylène, d’acide stérique, d’acétate de vinyle éthylène et de poudre de carbone.
Configurez le carburant à base de paraffine selon les instructions manuscrites et placez les matériaux configurés dans le mélangeur de fusion. Puis faire fondre et remuer jusqu’à ce qu’ils soient complètement mélangés. Placez le substrat ABS dans la centrifugeuse et fixez-le avec un bouchon d’extrémité.
Branchez la poudre et allumez l’interrupteur de la pompe de refroidissement à l’eau. Ensuite, allumez le relais centrifugeuse et augmentez la vitesse à 1400 RPM. Ouvrez la vanne sur le mélangeur de fusion et commencez à moulage.
Retirer le grain de carburant et couper la forme. Mesurez et enregistrez le poids, la longueur et le diamètre intérieur du grain de carburant complet et photographiez-le. Pour assembler le moteur-fusée hybride, fixez la section de la chambre de combustion sur le rail de glissière, chargez le grain de carburant et installez la section de la chambre de postcombustion.
Installez la tête et la buse. Installez ensuite l’allumeur de torche sur la tête du moteur-fusée hybride. Installez la bougie d’allumage et connectez l’alimentation électrique.
Connectez les lignes d’approvisionnement en azote, oxydant, méthane d’allumage et gaz d’oxygène d’allumage entre le banc d’essai et la bouteille de gaz. Connectez l’ordinateur industriel, la carte d’acquisition de données multifonctions, le contrôleur de flux de masse et la boîte de commande du banc d’essai. Puissance sur le banc d’essai, le contrôleur de flux de masse et l’allumeur.
Ouvrez le logiciel FlowDDE et cliquez sur les paramètres de communication. Cliquez sur l’interface de connexion correspondante et cliquez bien. Cliquez sur la communication ouverte pour établir la communication avec le contrôleur de flux.
Ensuite, ouvrez le programme de mesure et de contrôle, ou MCP. Définissez le canal d’entrée et de sortie de la carte d’acquisition de données multifonctions et cliquez sur exécuter pour établir la communication avec l’ensemble du système. Vérifiez l’état de fonctionnement du MCP et réglez-le en mode de commande manuelle.
Vérifiez l’état de fonctionnement de la bougie d’allumage et effectuez un test de vanne. Testez la fonction d’enregistrement des données. Ensuite, ouvrez l’interface de réglage et définissez l’heure de test, y compris l’heure d’ouverture et de fermeture de la vanne, le temps d’allumage et la durée de l’enregistrement des données.
Établir les exigences de sécurité et dégager le personnel de la zone expérimentale. Ouvrez la vanne du cylindre et ajustez la pression de sortie de la vanne régulatrice en fonction des différentes conditions de débit de masse. Ouvrez l’interface de réglage et réglez le débit de masse oxydant.
Allumez la caméra, puis réglez le MCP en mode de commande automatique et attendez la gâchette. Cliquez sur démarrer sur le MCP pour démarrer l’expérience. Après environ une minute, cliquez sur arrêter et éteindre la caméra.
Fermez la bouteille de gaz et ouvrez la vanne dans le pipeline pour soulager la pression. Éteindre le banc d’essai et retirer le grain de carburant. Mesurez et photographiez le grain de carburant tel qu’il a été démontré précédemment.
Des changements dans la pression de chambre de combustion et le taux d’écoulement de masse oxydant sont montrés ici. Pour fournir le temps nécessaire à la régulation du débit, l’oxydant entre à l’avance dans la chambre de combustion. Lorsque le moteur augmente la pression dans la chambre de combustion, le débit de masse d’oxygène diminue rapidement, puis maintient un changement relativement régulier.
Pendant le processus de combustion, la pression dans la chambre de combustion reste stable. Une comparaison de la fréquence d’oscillation de pression de chambre de combustion est présentée ici. Le spectre des fluctuations de pression du nouveau grain de carburant contenait trois pics distincts qui étaient associés à la basse fréquence hybride, au mode Helmholtz et à la demi-onde acoustique dans la chambre de combustion.
Les positions des pics de pression du nouveau grain de carburant étaient essentiellement les mêmes que celle des carburants à base de paraffine, ce qui indique que la nouvelle structure n’est pas susceptible d’introduire des oscillations de combustion supplémentaires. Le taux de régression en fonction du flux oxydant a été comparé entre les grains de carburant. Au même taux d’écoulement de masse oxydant, le taux de régression du nouveau grain de carburant était plus élevé que celui du carburant à base de paraffine et l’écart s’est progressivement creusé à mesure que le flux oxydant augmentait.
La vitesse caractéristique a été utilisée pour comparer l’efficacité de combustion. Le nouveau grain de carburant présentait une vitesse caractéristique plus élevée que les grains à base de paraffine à divers rapports d’oxydant et de carburant. Cela correspond à une augmentation moyenne de l’efficacité de combustion d’environ 2 % Lorsque vous essayez ce protocole, n’oubliez pas que la température de coulée du carburant à base de paraffine ne peut pas être supérieure à 120 degrés Celsius.
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