Aerothermochemical erosion of solid rocked graphite nozzle throots
Katı yakıtlı roket grafit lüle boğazının aerothermokimyasal erozyonu
- Tez No: 47273
- Danışmanlar: DOÇ.DR. HÜSEYİN VURAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Erozyon, Ablasyon, Lüle, Sınır Tabakada Türbülanslı Akış, Isı Transferi vı, Erosion, Ablation, Nozzle, Turbulent Boundary Layer Flows, Heat Transfer. IV
- Yıl: 1995
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
oz KATI YAKITLI ROKET GRAFİT LÜLE BO?AZININ AEROTHERMOKİMYASAL EROZYONU AK, Mehmet Ali Yüksek Lisans Tezi, Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Hüseyin VURAL Eylül 1995, 153 sayfa Bu tezde, roket motorlarının grafit lüle erozyonu için aerotermokimyasal bir model geliştirildi. Problemin teorik modellemesi Kuo ve Kesawini'nin yaklaşımına benzemektedir. Analizde grafit erozyonunun sadece katı yakıt yanma ürünlerinde bulunan H20 ve C02 in kimyasal etkisinden dolayı olduğu varsayılmıştır. Grafit erozyon miktarını hesaplayabilmek için kimyasal olarak aktif gazlara ait sınır tabakası denklemlerinin integral ve differansiyel biçimleri sayısal olarak çözülmüştür. Yakıt kompozisyonun ve motor basıncının erozyon üzerine olan etkisinin oldukça önemli olduğu saptanmıştır. Hesaplanan sonuçlar literatürden ve TÜBİTAK-SAGE' de yapılan testlerden elde edilen sonuçlar ile uyumlu bulunmuştur. Teorik sonuçlar Kuo ve Keswani'ni tarafından elde edilen sonuçlarla da uyumlu bulunmuştur. Ayrıca, integral formülasyonun sonuçlarının özellikle lülenin boğaz bölgesinde diferansiyel formülasyon sonuçlarıyla oldukça uyumlu olduğu tesbit edilmiştir. Öte taraftan, integral formülasyon vasıtasıyla çözüme 50 defa daha hızlı yaklaşıldığı bulunmuştur.Alüminyum miktarının grafit lüle erozyonunu azalttığı gene bu çalışmanın bulguları arasındadır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT AEROTHERMOCHEMICAL EROSION OF THE SOLID PROPELLANT ROCKET GRAPHITE NOZZLE THROATS Ak, Mehmet Ali M.S., Mechanical Engineering Department Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Hüseyin VURAL September 1995, 153 pages In this thesis, an aerothermochemical model for the graphite nozzle erosion of rocket motors was developed. The theoretical modeling of the problem is similar to the approach of Kuo and Keswani. In the analysis, it was assumed that the erosion of the graphite was only due to the chemical attack of the oxidizing species H2O and CO2 exist in the solid propellant combustion products. Integral and differential form of boundary layer equations for chemically reactive gases were solved numerically to find out the graphite erosion. It was found out that the effect of propellant composition and chamber pressure in the recession rate was extremely significant. Predicted results was found to be in consistent with the experimental data obtained from literature and motor firings performed in TÜBİTAK-SAGE. The theoretical predictions were also found to be consistent with numerical results obtained by Kuo and Keswani. The solution of the integral formulation was found to be very close to the solution of the differential formulation, especially at the nozzle throat. On the other hand, the solution of integral formulation converged 50 times faster than that of iiidifferential formulation. It was found that aluminum content of the propellant has an opposite effect on graphite nozzle erosion.