원형 금속 로드의 기능은 특정 내부 형상을 만드는 것입니다. 바이오매스 분말 압축 과정에서 이 로드는 조립체의 정확한 중심에 위치한 음형 몰드 코어 역할을 합니다. 이 로드의 존재는 완성된 고체 연료 그레인에 기술적으로 포트라고 하는 정확한 속이 빈 채널이 포함되도록 보장합니다.
핵심 통찰 이 로드는 단순한 간격재가 아니라 추진 시스템의 내부 공기 역학을 정의합니다. 중앙 "포트"를 생성함으로써 확산 화염을 생성하고 하이브리드 로켓에서 안정적인 연소를 달성하기 위한 전제 조건인 산화제 흐름을 위한 필수 경로를 설정합니다.
추진 시스템에서 형상의 역할
"포트" 정의
금속 로드 사용의 주요 결과는 포트의 형성입니다. 이것은 고체 연료 그레인의 전체 길이에 걸쳐 실행되는 종방향 공극입니다.
산화제 흐름 촉진
하이브리드 로켓 시스템에서 연료는 고체이지만 산화제는 유체(액체 또는 기체)입니다. 로드에 의해 생성된 채널은 산화제가 엔진을 통과하는 중요 경로 역할을 합니다.
표면적 증가
고체 블록이 아닌 내부 공동을 생성함으로써 로드는 연소에 사용할 수 있는 표면적을 크게 증가시킵니다. 이 형상은 산화제가 내부에서 외부로 연료와 상호 작용할 수 있도록 합니다.
연소 안정성 확립
확산 화염 활성화
고체 연료 표면(포트 벽)과 흐르는 산화제 간의 상호 작용은 특정 연소 영역을 생성합니다. 이것은 흐름의 경계층 내에서 형성되는 확산 화염으로 알려져 있습니다.
연소 동역학 조절
금속 로드의 정밀도는 포트가 균일하도록 보장합니다. 균일한 채널은 작동 중 일관된 내부 압력과 예측 가능한 연소 속도를 유지하는 데 기본입니다.
시스템 신뢰성 보장
로드에 의해 생성된 공극이 없으면 산화제는 연료와 혼합될 경로가 없습니다. 따라서 로드는 하이브리드 추진 사이클의 기본 작동을 가능하게 하는 도구입니다.
절충점 이해
치수 민감도
금속 로드의 직경은 초기 포트 직경(포트 대 목 비율)을 결정합니다. 로드 크기가 잘못 지정되면 초기 산화제 유량이 너무 높거나 너무 낮을 수 있으며, 점화를 방해하거나 화염이 꺼질 수 있습니다.
제조 정밀도
로드는 절대적인 동심도로 배치되어야 합니다. 압축 중 편차나 기울어짐은 중심에서 벗어난 포트를 초래하여 불균일한 연소와 로켓 구조에 잠재적으로 위험한 측면 하중을 유발할 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
연료 그레인 제조 공정의 효과를 극대화하려면 로드 삽입물과 관련하여 다음 사항을 고려하십시오.
- 연소 효율이 주요 초점인 경우: 금속 로드의 표면 마감을 우선적으로 처리하여 연료 포트의 내부 벽이 매끄럽게 하여 확산 화염을 방해할 수 있는 흐름 난류를 줄이십시오.
- 구조적 무결성이 주요 초점인 경우: 압축 중 로드가 완벽하게 정렬되도록 하여 불균일한 벽 두께를 방지하십시오. 이는 연소 중 그레인의 조기 구조적 파손으로 이어질 수 있습니다.
금속 로드는 압축된 바이오매스 블록을 추력을 유지할 수 있는 기능적인 로켓 연료 그레인으로 변환하는 정의 도구입니다.
요약 표:
| 구성 요소 | 주요 기능 | 성능에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 원형 로드 | 내부 포트(속이 빈 채널) 생성 | 산화제 흐름 경로 및 초기 표면적 정의 |
| 연료 포트 | 확산 화염 촉진 | 안정적인 연소 및 조절된 연소 동역학 활성화 |
| 동심도 | 균일한 벽 두께 보장 | 구조적 파손 및 불균일한 측면 하중 방지 |
| 표면 마감 | 흐름 난류 최소화 | 연소 효율 및 흐름 안정성 향상 |
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참고문헌
- Saleh B. Alsaidi, Mohamed Y.E. Selim. Combustion of Date Stone and Jojoba Solid Waste in a Hybrid Rocket-like Combustion Chamber. DOI: 10.3390/aerospace11030181
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