مطالعه واکنش‌های سطحی در احتراق ذرات‌فلزی استفاده‌شده در پیشرانه‌های‌جامد غنی از سوخت

بررسی تجربی‌ و تجزیه و تحلیل عددی تاثیر فشار و غلظت ‌اکسیژن روی خصوصیات احتراق پیشرانه‌های غنی از سوخت آلومینیوم/ منیزیم نتایج مطلوبی در پی دارد. جهت اندازه‌گیری فرآیند احتراق پیشرانه‌های غنی از سوخت بر پایه‌ی ذرات فلزی آلومینیوم/ منیزیم استفاده از سیستم آزمایشی اشتعال ‌لیزری در مقیاس کوچک کارآمد می‌باشد. نتایج حاصله بیانگر این است که با افزایش‌فشار و غلظت ‌اکسیژن، دمای احتراق افزایش‌‌یافته و منجر به انتقال‌گرمای‌ جابه‌‌جایی و بازتاب‌گرمای تابشی شعله به سطح‌ سوزش شده که در نهایت باعث افزایش نرخ‌سوزش می‌شود. با افزایش درصد آلومینیوم و کاهش درصد منیزیم، نرخ‌سوزش افزایش می‌یابد. در کار حاضر یک مدل مبتنی بر احتراق ذرات ‌آلومینیوم در هوا ارائه شده است.‌‌ در این مدل فرض بر این است که در مرحله‌اشتعال، واکنش‌های ذوب و سطحی ‌ناهمگن تا رسیدن به دمای ذوب اکسید رخ داده و در مرحله احتراق، یک شعله نفوذی حالت شبه‌پایدار وجود دارد که امکان استفاده از تقریب ورق‌های شعله را فراهم می‌کند.

study of surface reactions in combustion of metal particles used in fuel-rich solid propellants

experimental investigation and numerical analysis of the effect of pressure and oxygen concentration on combustion properties of aluminum/magnesium fuel-rich propellants have favorable results. in order to measure the combustion process of fuel-rich propellants based on aluminum/magnesium metal particles, the use of a small-scale laser ignition test system is efficient. the results show that with increasing pressure and oxygen concentration, the combustion temperature increases and leads to the convection heat transfer, reflection radiant heat of the flame to the combustion surface, which ultimately increases the combustion rate. with increasing aluminum percentage and decreasing magnesium percentage, the burning rate increases. in order to understand the distribution of combustion products, a symmetric two-dimensional axial simulation program has been developed. the simulated results show that by increasing the pressure, the pyrolysised gas penetration is inhibited, thus with the rapid consumption of oxidizing gas, the amount of oxygen lower and the cyanor higher approaching the burning level. in this paper, a model based on combustion of aluminum particles in the air is presented which in this model it is assumed that in the ignition stage, surface melting and heterogeneous reactions have occurred until the melting temperature of the oxide and in the .combustion stage, there is a pseudo-stable state diffusion flame that allows the use of flame sheet approximation