اندازه گيري نرخ پسروي سوخت جامد در موتور هيبريدي آزمايشگاهي به كمك تكنيك طراحي آزمايش

Solid Fuel Regression Rate Measurement in a Lab-Scale Hybrid Motor Using Design of

نرخ پسروي سوخت، يكي از مهم ترين پارامترها در طراحي موتورهاي هيبريدي مي باشد كه به عوامل متعددي همچون شار جرمي اكسنده، طول سوخت و فشار محفظه وابسته است، اما معمولاً فقط به صورت تابعي از شار جرمي ارايه مي-شود. در اين تحقيق، سعي گرديده كه با انجام آزمايش هاي هدفمند در موتور هيبريدي با سوخت HTPB و اكسنده N2O علاوه بر شار جرمي، اثر طول سوخت و فشار محفظه هم لحاظ گردد. به دليل وابستگي نرخ پسروي به سه متغير، براي كاهش تعداد آزمايش ها و بدون از دست دادن دقت، از روش طراحي آزمايش، تكنيك طرح عاملي 23 استفاده گرديد و هشت آزمايش طراحي و انجام شد. براي تعيين نرخ پسروي در هر آزمايش از روش متوسط گيري مكاني - زماني استفاده گرديد كه بر اساس نتايج اين آزمايش ها، رابطه تجربي r ?=0.423? G?_ox^( 0.544) L^( -0.218) P^( 0.122) حاصل شد. اگرچه عامل اصلي در تعيين نرخ پسروي سوخت، شار جرمي اكسنده است اما اين رابطه نشان مي دهد، اگر طول سوخت يك درصد افزايش يابد، نرخ پسروي 2/0 درصد كاهش و در صورتي كه فشار يك درصد زياد شود، نرخ پسروي هم 1/0 درصد افزايش مي يابد.

Regression rate is one of the most important parameters in designing of hybrid rocket motors which is dependent on many factors like oxidant mass flux, grain length and chamber pressure. In this article, the effects of grain length and chamber pressure were considered besides of oxidant mass flux using HTPB-N2O lab-scale hybrid motor. Because of dependency of regression rate on three factors and due to reduce number of tests without missing precision, design of experiment, 23 factorial technique with 8 tests were designed and done.Using space and time averaging method for each test and based on the results, regression rate experimental equation was obtained r ?=?0.423 G?_ox^( 0.544) ? L?^( -0.218) ? P?^( 0.122). This equation states that despite of high effect of oxidant mass flux on regression rate, increasing the grain length up to one percent, causes 0.2 percent decrease in regression rate and also increases the chamber pressure up to one percent, causes 0.1 percent increase in regression rate.