پيشرانه ژل و رفتار آن در يك سيستم پيشرانش

Gel Propellant and its Behavior in a Propulsion System

پيشرانههاي ژلي مزاياي قابل توجهي نسبت به پيشرانههاي مايع دارند. براي ايجاد نيروي پيشران در محفظه تراست ابتدا پيشرانه در داخل محفظه تراست به قطرات بسيار ريزي تبديل شده و سپس محترق ميشود. خصوصيات اتمايز شدن و احتراق پيشرانهها به خواص ريولوژيكي آنها وابسته است. در اين تحقيق ضمن معرفي خواص ريولوژيكي پيشرانه مايع و ژل، الگوي اتمايز شدن و فرآيند احتراق آنها بررسي و مقايسه شده است. پيشرانههاي ژلي، سيالهاي نازك شونده برشي هستند كه ويسكوزيته آنها با افزايش نرخ برش كاهش مييابد. بنابراين انژكتورهايي براي اتمايز كردن اين پيشرانهها مناسب هستند كه بتوانند نرخ برش بالايي ايجاد كنند. هر چه قطر قطرات اتمايز شده كوچك تر باشد سرعت تبخير و احتراق آنها بيشتر شده و در طول كوتاهتري از محفظه تراست فرآيند احتراق كامل ميشود.

Gel propellants, in comparison with liquid propellants, have some significant advantages. Atomization and then combustion of gel propellants can provide required thrust for propulsion of missiles. Characteristics of atomization and combustion of propellant depends on its rheological properties. In this paper the rheological properties, atomization pattern and combustion processes of liquid and gel propellant are presented. Gel propellant is a shear thinning fluid, so its viscosity is decreased with increasing shear rate. Thus, suitable injectors for this kind of propellant are those, that are able to apply high shear rates on propellant during passing through the injector. Smaller diameter of atomized droplets, lead to faster evaporation and more efficient combustion, so the combustion process can be completed in a shorter length of thrust chamber.