مطالعه و مقایسه تطبیقی انواع مدلهای اشتعال و احتراق ذره بور در تحلیل محفظه احتراق سامانه های پیشرانشی

موتور رمجت سوخت جامد بر پایه پیشرانه غنی از سوخت، حاصل ایدهای جالب برای افزایش برد موتورهای موشکی به همراه حفظ سادگی است، در اعداد ماخ ۲-۶، رمجت بسیار کارآمد است و از سایر موتورها برتری دارد. موتورهای رم جت هوای تنفسی به دلیل عدم حمل اکسیدکننده که در سایر موشکها باید حمل شود، دارای برد وسیع یا قابلیت مانور بهتر هستند. سوختهای جامد به ویژه برای این نوع کاربرد مناسب هستند. این سوخت همچنین ممکن است از افزودنیهای پرانرژی مانند ذرات فلزی برای به حداکثر رساندن عملکرد در طول ماموریتهای با حجم محدود استفاده کند. بور از اهمیت خاصی برخوردار است چرا که یکی از بالاترین مقادیر گرمایشی در واحد حجم و جرم برخوردار است، یک ارزش گرمایشی حجمی سه برابری در مقایسه با سوختهای هیدروکربنی. ذرات فلزی در یک ماتریس پلیمری هیدروکربنی با یک بایندر و یک - در صورت وجود یک رم جت - مقدار اکسیدکننده زیر استوکیومتری قرار داده شده اند. ظرفیت حرارتی بالای ذره، نوسانات دما را کاهش می دهد و منجر به احتراق مداوم میشود. بنابراین ذرات پایداری احتراق و همچنین ایمپالس ویژه را افزایش می دهند. متاسفانه رفتار اشتعال و احتراق پیشرانه های حاوی بور بسیار پیچیده است . اکسیداسیون کامل با وجود یک لایه اکسید مایع بر روی ذرات مانع از انتقال مولکولی و در نتیجه احتراق میشود. بور در جوهای حاوی اکسیژن در دو مرحله میسوزد: مرحله اول شامل گرمایش ذره و حذف لایه اکسید است که درخشندگی ضعیفی از خود نشان میدهد. نای دوره معمولا به عنوان زمان تاخیر در اشتعال مشخص میشود. به محض برداشتن لایه اکسید، ذره "بدون اکسید" بور به شدت میسوزد و درخشان میشود، به دلیل اینکه، اکسیژن میتواند بدون هیچ مانعی به سطح ذرات برسد. با پیشرفتهای روز افزون مدلهای احتراقی، فرضیات و مدل سازیهای صورت گرفته میتوان بیشتر به واقعیتهای موجود نزدیک شد.

Keywords:

رمجت , سوخت جامد , ذرات فلزی , بور , اشتعال , احتراق , مدل اشتعال , مدل احتراق.