Roket katı yakıtlarında kullanılan katkı maddelerinin yakıtın performansı üzerine etkisi
The Effect of the additivies used in the solid propellant on the performance of the composite solid propellant
- Tez No: 16628
- Danışmanlar: DOÇ.DR. HASİP YENİOVA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1991
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
ÖZET Yüksek Lisans Tezi ROKET KATI YAKITLARINDA KULLANILAN BA?LAMA MADDELERİNİN YAKITIN PERFORMANSI ÜZERİNE ETKİSİ Hatice URTIS Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabil im Dalı Danışman.. Doç. Dr. Has ip YEN t OVA 1991, Sayfa : 125 Jüri.. Doç. Dr. Hasip YENîOVA Prof.br. Emsal PULAT Prof.Dr. Ahmet öZDURAL HTPB (hidroksil uç gruplu polibutadien), günümüzde katı yakitlı roketlerde bağlayıcı olarak en çok kullanılmakta olan polimerik bir maddedir, çalışmanın amacı, HTPB esaslı katı roket yakıtlarında kullanılan bağlama maddelerinin (bonding agent) yakıtın yaşlanması (aging) üzerindeki etkisini tayin etmektir. Yakıtın depolanma suresi boyunca mekanik özelliklerinde, düşmeler olur. Bu olaya yaşlanma adı verilir. Çalışmada, uç farklı bağlama maddesinin yakıtın emniyetli kullanım ömrü (safe lifetime) üzerine etkisi incelenmiştir. Bağlama maddeleri % 87 katı madde içeren HTPB yakıt içerisine ilave edilmiştir. Mekanik özellikler, instron test cihazında gerilim gevşemesi (stress relaxation) ve gerilim uzama (stress-strain) testleri yapılarak tayin edilmiştir. Kullanılan bağlama maddelerinden bir tanesi MAPO ( tr i s(2-methyl aziridinyl-1) phosphine oxide) ve TEA (triethanolamine) karışımıdır. MAPO+TEA karışımına tez içerisinde MT kod adı verilmiştir. Kullanılan diğer bağlama maddelerinden bir tanesi ise tetraethylenepentamine, acyrlonîtrile ve glycidolun türev urunu'dur. Bu bağlama maddesinin ticari adı TEPANOL olup tez içerisinde T kod adı ile gösterilmiştir. Uçuncu bağlama maddesi, tez içerisinde MAT kod adı verilmiş olan MT4 (2.0 mol MAPO, 0.7 mol adipik asit ve 0.3 mol tartarik asit karışımı) 'dur. Deney örnekleri, yakıt hazırlanarak bir hafta 65 ° C sıcaklıkta sertleştirildikten sonra JANAF standart test örnekleri haline getirilerek yaşlandırmaya bırakılmıştır. Yaşlandırma, 50°C, 65ÜC, 75°C ve 100 ° C sıcaklıklarda, yapılmıştır. Yaşlanma suresi dolan örnekler mekanik özellik testlerine tabi tutulmuştur. Mekanik özelliklerin % 50 'ye düştüğünü gösteren değerler kullanım ömrünün sonu olarak kabul i iedilmiştir. Gerilim uzama deney sonuçlarına göre, yaşlandırma suresi arttıkça gerilim direnci ve modulus artmış, kopma noktasındaki uzama değeri azalmıştır. Yaslandırma sıcaklığının artması ile mekanik özeli iklerdeki değişme hızlanmıştır. örneğim yaşlanmamış MT kodlu yakıtın kopma noktasındaki uzama decferi % 32.46 iken bu değer 100°C'de bir gun yaşlandırma ile, % 14.49' a düşmüştür. En duşuk sıcaklıktaki yaşlandırmada (50°C), mekanik özelliklerin % 50'nin altına düşmesi altı ayda gerçekleşmiştir. MT tipi bağlama maddesi kullanıldığında yaşlanmamış yakıtın maksimum gerilimi 0.64 MPA iken, T tipi bağlama maddesi kullanıldığında 0.54 MPa olarak bulunmuştur. Yakıtlarda gerilimin kuçuk olması istenir. Yaşlandırılmış yakıtlarda bunun tersi bir durum gözlenmiştir. MT tipi yakıtta kararlı bir yaşlanma gözlenirken, T tipi yakıtta sapmalar olmuştur. Bu nedenle TEPANOL'un kullanılmadan önce depolanması sırasında, istenilen sıcaklık şartlarında korunamamış olduğuna karar verilmiştir. HTPB yakıtın kullanılabilirlik ömrü, kopma noktasındaki uzama değerlerinden 20°C'de depolama sıcaklığı için Arrhenius eğrisi yardımı ile MT kodlu yakıt için 18 yıl, T kodlu yakıt için 12 yıl olarak bulunmuştur. Arrhenius eğrisinden ayrıca MT kodlu yakıt için aktivasyon enerjisi 45594.2 J/mol, T kodlu yakıt için ise 35983.3 J/mol olarak, doğrunun denklemi ise MT için logt = -12.57 + 5125.7 * l/T ve T için de logt = -10.47 + 4323.4 * l/T olarak bulunmuştur. Gerilim gevşemesi deneylerinden alman sonuçlara göre yaşlanma ile beraber her uç yakı.t tipinde de gevşeme suresi artmıştır. Bu durum çapraz bağlanmanın arttığını gösterir. Polimerdeki yer değiştirme hareketleri çapraz bağlanmadan dolayı daha zor olduğundan malzeme üzerindeki gerilim daha zor boşalmaktadır. FTIR ile bağlayıcı ve bağlama maddelerinin yaşlanması izlenerek, mekanik özellik sonuçları ile ilişkileri tartışılmıştır. Çalışmalar, Y91/05 no' lu proje çerçevesinde TUBİTAK-SAGE tarafından desteklenmiştir.. ANAHTAR KELİMELER ı HTPB (“hydroxy I -terminated polybutadiene), yaşlanma( aging), bağlayıcı (binder), bağlama maddesi (bonding agent), kullanım ö”mru (lifetime), karma katı yakıt (composite solid propellant). Hi
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Wasters Thesis THE EFFECT OF THE ADDÎTİVÎES USED ÎN THE SOLID FROPELLANT ON THE PERFORMANCE OF THE COMPOSITE SOLID PROPELLANT Hatice URTÎS Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor x Assoc. Pr of.Dr. Hasip YENİOVA 1991, Page 125 Jury : Assoc. Prof.Dr. Hasip YENİOVA Prof.Dr. Emsal PULAT Prof.Dr. Ahmet ÖZDURAL HTPB is the most currently used polymeric material in a solid rocket propellant. The purpose of this research is to investigate the effect of materials used as a bonding agent on the aging prediction of the HTPB solid rocket propellants. Mechanical properties of the propellant decomposes during the storage time. This can be called as aging. Aging studies are extremely important to assign the safe life time of the propellant. In this research, effect of three different bonding agents on the safe life time of the propellant was determined. Bonding agents were added to the HTPB propellant contains 87 % of solid materials. The mechanical property tests were done on Universal Testing Machine for stress-strain and stress relaxation. Bonding agents used in this research are abbreviated as MT, T and MAT for respectively, MAPO+TEA, TEPANOL and MT4. Accelareted aging studies were carried out in the temperature range of 50-100° C. Aged propellant specimens were tested for mechanical properties. According to the stress-strain results, HTPB was found to be stable at 50 ° C aging. On aging, at higher temperatures however, tensile stress and modulus decreases, strain at break increases. Although, some deviations in results were observed in T type propellant stable aging could be achieved in MT type propellant. These results were extrapolated to normal storage ivtemperatures by using well-known Arrhenius plot in order to determine the safe shelf-life of HTPB. The life time of HTPB was predicted for m type bonding agents to be 18 years and for T type bonding agents to be 12 years. Activations energy was determined from slope of Arrhenius curve as 45594.2 J/mol for MT type propellant and as 35983.3 J/mol for T type propellant. Also, equation of line was determined for MT type as logt = 12.57 + 5125.7 * 1/T and for T type as logt = -10.47 + 4323.4 * 1/T respectively. According to the stress relaxation results, relaxation times of three different type of propellants have been increased with aging. This situation shows the rising of crossl inking. Aging of binder and bonding agents was observed by FTIR spectrometer and the relationship between the results of mechanical properties and FTIR were discussed. KEY WORDSt HTPB, composite solid rocket propellant, aging, bonding agent, safe life time, stress relaxation.
Benzer Tezler
- Performance enhancing additives for hybrid rockets
Hibrit roketler için performans arttırıcı katkı malzemeleri
HAKKI KARAKAŞ
Doktora
İngilizce
2023
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM OZKOL
DOÇ. DR. MUSTAFA ARİF KARABEYOĞLU
- Kompozit roket yakıtlarında polimerizasyon kinetiğine katkı maddelerinin etkisi
The Effect of the additives used in solid propellant on polymerization kinetics of the composite propellant
HATİCE ÜRTİŞ
Doktora
Türkçe
2003
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASİP YENİOVA
- Türk roket sınıfı kerosen yakıtı geliştirilmesi
Turkish rocket grade kerosene propellant development
HASAN KÖMÜRCÜ
Doktora
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUZAFFER YAŞAR
- Characterization of uncured and cured carboxyl-terminated poly (butadiene)
Başlık çevirisi yok
NİLGÜN KOÇ
- Alüminyum ilavesinin çift esaslı roket katı yakıt performansına etkilerinin incelenmesi
Determination of influence of al powders adding on performance of double base solid propellants in rockets
MUSTAFA AKÇİL
Doktora
Türkçe
1996
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKİ ÇİZMECİOĞLU