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Efectos de los patrones de enrollado de alambre y la baja temperatura en la combustión de propelente incrustado con alambre metálico

Autores: Wu, Qiu; Zhao, Jiangong; Ren, Quanbin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Efectos de los patrones de enrollado de alambre y la baja temperatura en la combustión de propelente incrustado con alambre metálico


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Alambres de plata
Tasas de combustión de propelentes
Eficiencia de combustión
Superficie de combustión
Modelo teórico
Propelentes sólidos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La incorporación de hilos de plata en propelentes ha surgido como una estrategia altamente efectiva para mejorar las tasas de combustión de los propelentes, una técnica ampliamente utilizada en la construcción de numerosos cohetes sondeos y misiles tácticos. Nuestra investigación, que emplea un enfoque multifacético que abarca mediciones de termogravimetría-calorimetría diferencial (TG-DSC), diagnósticos de combustión, pruebas de tasa de combustión y una meticulosa recolección de productos de combustión condensados, buscó elucidar cómo las variaciones en la cantidad de hilos de plata y la configuración de enrollado impactan las propiedades de combustión de los propelentes. Nuestros hallazgos subrayan la notable eficacia del hilo de plata doblemente retorcido en el aumento significativo de las tasas de combustión de los propelentes en condiciones ambientales. Además, a temperaturas más bajas, la reducción del espacio entre el propelente y el hilo de plata magnifica aún más la influencia del hilo de plata en las tasas de combustión. Sin embargo, es importante destacar que la relación entre la velocidad de combustión y la eficiencia de combustión no es determinista. Mientras que un ángulo de cono más pequeño de la superficie de combustión contribuye a tasas de combustión más altas, al mismo tiempo agrava el efecto de polimerización de las partículas de aluminio en fase de vapor, disminuyendo así la eficiencia de combustión del propelente. Por el contrario, los propelentes configurados con hilos de plata escasamente trenzados exhiben mejoras notables en la eficiencia de combustión, a pesar de un impacto menos pronunciado en la tasa de combustión atribuido al mayor ángulo de cono de la superficie de combustión. Notablemente, estas tendencias persisten a temperaturas más bajas. Basado en el principio de equilibrio de transferencia de calor, se desarrolla un modelo teórico para la combustión de propelentes con inserciones de hilo. La fiabilidad de este modelo teórico se valida a través de una comparación de valores calculados con datos experimentales. Los resultados de nuestra investigación tienen implicaciones significativas para guiar la aplicación y el avance del método de hilo de plata en propelentes sólidos para motores de cohetes sólidos, ofreciendo valiosos conocimientos para informar futuros esfuerzos de investigación y desarrollo en este ámbito.

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