اثرات آلومینیوم نانو سایز بر عملکرد احتراق سوخت غنی از محرک های جامد

قیمت: 43,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

اثرات آلومینیوم نانو سایز بر عملکرد احتراق سوخت غنی از محرک های جامد

عنوان لاتین

Effects of Nano-Sized Al on the Combustion Performance of Fuel Rich Solid Rocket Propellants

چندین سوخت غنی از محرک جامد صنعتی و تحقیقاتی حاوی ذرات فلزی آلومینیوم در ابعاد نانو با ترکیب اسمی مشابه تهیه شده و به صورت آزمایشی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. اثرات آلومینیوم نانوسایز بر خواص رئولوژیکی دوغابهای فلزی / HTPB و سوخت های غنی از محرک جامد مورد بررسی قرار گرفت. خصوصیات فعال (گرمای احتراق و چگالی) و خصوصیات خطرناک (حساسیت ضربه و حساسیت اصطکاکی) محرک های آماده شده تجزیه و تحلیل شد و خواص نام برده شده ی بالا با محرک آلومینیوم ذکر شده (میکرو آلومینیوم) مقایسه شده است. نرخ سوختن لایه و ساختار شعله اشتعال مربوط به محرک ها نیز تعیین شد. نتایج نشان می دهد که پودر آلومینیوم نانو سایز تقریبا "گرد" یا "بیضی" شکل است که با نمونه ی آلومینیوم میکرومتر استفاده شده به عنوان سوخت فلزی مرجع متفاوت است. دو نوع پودر آلومینیوم (نانو و میکرو سایز) می تواند به طور قابل ملاحظه در HTPB پراکنده شود. چگالی محرک ها با افزایش درصد جرمی پودر آلومینیوم نانو سایز کاهش می یابد، گرمای اندازه گیری احتراق، حساسیت اصطکاکی و حساسیت ضربه ی محرک ها با افزایش درصد جرمی پودر آلومینیوم نانو سایز در فرمولاسیون افزایش می یابد. نرخ سوختن سوخت غنی از محرک با افزایش فشار، افزایش می یابد و نرخ سوختن محرک %20 کسر جرمی بارگذاری شده ی پودر آلومینیوم نانو سایز در فشار 1 مگاپاسکال %77.2 افزایش می یابد، توان فشاری محرک با افزایش کسر جرمی پودر آلومینیوم نانوسایز در بازه ی مورد مطالعه اندکی بالا می رود.

Several industrial- and research – type fuel rich solid rocket propellants containing nano-metric aluminum metal particles, featuring the same nominal composition, were prepared and experimentally analyzed. The effects of nano-sized aluminum (nAl) on the rheological properties of metal/HTPB slurries and fuel rich solid propellant slurries were investigated. The energetic properties (heat of combustion and density) and the hazardous properties (impact sensitivity and friction sensitivity) of propellants prepared were analyzed and the properties mentioned above compared to those of a conventional aluminized (micro-Al, mAl) propellant. The strand burning rate and the associated combustion fl ame structure of propellants were also determined. The results show that nAl powder is nearly “round” or “ellipse” shaped, which is different from the tested micrometric Al used as a reference metal fuel. Two kinds of Al (nAl and mAl) powder can be dispersed in HTPB binder suffi ciently. The density of propellant decreases with increasing mass fraction of nAl powder; the measured heat of combustion, friction sensitivity, and impact sensitivity of propellants increase with increasing mass fraction of nAl powder in the formulation. The burning rates of fuel rich propellant increase with increasing pressure, and the burning rate of the propellant loaded with 20% mass fraction of nAl powder increases 77.2% at 1 MPa, the pressure exponent of propellant increase a little with increasing mass fraction of nAl powder in the explored pressure ranges.