Modeling and rheology of HTPB based composite solid propellants
HTPB esaslı kompozit katı yakıtların modellenmesi ve reolojisi
- Tez No: 56599
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER, PROF. DR. SAİM ÖZKAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Modelleme, İstifleme, Kompozit Katı Yakıtlar, HTPB, Reoloji, Modeling, Packing, Composite Solid Propellant, HTPB, Rheology
- Yıl: 1996
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Yakıt performansının geliştirilmesinde en büyük hedef yüksek yoğunluk ve özgül itki elde edebilmek olmuştur. Motorun tasarımında herhangi bir değişiklik yapmaksızın bunu gerçekleştirmenin tek yolu yakıtın katı miktarının arttırılmasıdır. Katı miktarının arttırılması diğer yandan yakıtın reolojik ve mekanik özelliklerinde değişikliklere sebebiyet vermektedir. Yakıtın motorlara kolayca ve boşluk kalmayacak şekilde dökülebilmesi için yakıtın viskozitesinin mümkün olduğunca düşük olması gerekmektedir. Yakıtın katı bileşenlerinin en iyi istiflenmeyi sağlayan oranlarının tespit edilmesiyle en düşük viskozite elde edilebilir. Bu çalışmada katı bileşenlerin en iyi istiflenmeyi sağlayan oranlarının belirlenmesinde Furnas'm modeli kullanılmıştır. Belirli tanecik dağılımlarına sahip bileşenler, Furnas'm geliştirdiği en iyi istiflenmeyi veren tanecik dağılımına en yalan dağılıma sahip olacak şekilde harmanlanmıştır. Hesaplanan tanecik dağılımının en iyi istiflenmeyi veren dağılıma olan yakınlığı en küçük kareler yöntemi ile ölçülmüştür. Bu yolla elde edilen sonuçlar, katı bileşen oranlan bu sonuçlara uygun olacak şekilde hazırlanan yakıtlar üzerinde yapılan deneylerle doğrulanmıştır. Yakıtın üçlü-boyuta sahip katı kısmı, alüminyum tozu (hacimsel ortalama tanecik boyutu 10.4u) ve dört farklı boyutta mevcut olan amonyum perklorat taneciklerinden (hacimsel ortalama tanecik boyutları: 9.22u, 31.4u, 171u, 323 u), bağlayıcı kısım da başlıca HTPB'den meydana gelmektedir. Balistik özelliklerden dolayı katı kısımdaki alüminyum miktarı bütün yakıtlarda sabit tutulmuştur. Hazırlanan yakıtların viskoziteleri Brookfield viskometresi kullanılarak ölçülmüş ve en iyi akışkanlığa sahip olan yakıtın katı oranlan tespit edilmiştir. Deney sonuçlan en düşük viskoziteyi veren katı oranlarının modelden elde edilen ve en iyi istiflenmeyi sağlayan katı oranlan ile uyumlu olduğunu göstermiştir. Hacimsel ortalama tanecik boyutlan 10.4u, 31.4u ve 323u olan taneciklerden oluşan yakıtın en düşük viskoziteyi verdiği görülmüştür. En düşük viskozite bu taneciklerin toplam katılar içindeki oranlan sırasıyla 0.1412, 0.300 ve 0.5588 olduğu durumda gözlenmiştir. Bu oranlarla hazırlanan yakıtın hacimsel olarak %82 katı yükleme seviyesine kadar dökülebilir olduğu tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Achievement of high density and specific impulse has been the ultimate goal of propellant development. Without changing the design of the motor the only way to get this is to increase the solid content of the propellant. Increasing the solid content, however, causes variations in the rheological as well as mechanical properties of the propellant. For a defect free casting, a propellant with minimum viscosity is required. The minimum viscosity propellant can be obtained by the proper selection of the fractions of solid component sizes leading to maximum packing density. -in-In this study Furnas' model was used to predict the particulate composition for the maximum packing density. Components with certain size dispersions were combined to yield a size distribution which is closest to the optimum one given by Furnas for maximum packing. The closeness of the calculated size distribution to the optimum one was tested by using the least square technique. The results obtained in this way were experimentally confirmed by rheological characterization of uncured propellants the solid part of which was prepared accordingly. Aluminum powder (volumetric mean particle diameter of 10.4u,) and ammonium perchlorate with four different sizes (the volumetric mean particle diameters: 9.22 u, 31.4 u, 171u, and 323 u) were used in the preparation of a series of propellants having trimodal solid part and HTPB binder. In all of these propellants, the aluminum content of the solid part was kept constant for ballistic purposes. The propellant composition having maximum fluidity was determined by measuring viscosities of uncured propellants using a Brookfield Viscometer with T spindle. The experimental measurements showed that the compositions for the minimum viscosity are in good agreement with those predicted by using the model for maximum packing. The propellant consisting of particles with mean diameters of 10.4u, 31.4u and 323 \i was found to yield minimum viscosity. This minimum viscosity was observed when the fraction of the sizes with respect to total solids is 0. 1412, 0.300 and 0.5588 respectively. The propellant with these fractions of particles was found to be processable up to 82% volume loading level.
Benzer Tezler
- Approaches to the modeling of inelasticity and failure of rubberlike materials
Başlık çevirisi yok
HÜSNÜ DAL
Doktora
İngilizce
2012
İnşaat MühendisliğiTechnische Universität DresdenYapı Malzemesi Ana Bilim Dalı
PROF. MICHAEL KALISKE
- Bitkisel yağlardan poliolun sentezlenmesi ve reolojisinin modellenmesi
Synthesis of polyols based on vegetable oil and modeling of their rheology
MÜGE GÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya MühendisliğiFırat ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FETHİ KAMIŞLI
- Yumurta bileşenlerinin kek hamuru reolojisine ve kek tekstürüne etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effect of egg components on cake batter rheology and cake texture
BATUHAN İNANLAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ALTAY
- Uçucu kül esaslı hafif geopolimer harçların taze ve sertleşmiş özelliklerinin incelenmesi, modellenmesi ve optimizasyonu
Investigating, modelling and optimization of fresh and hardened properties of fly ash based lightweight geopolymer mortars
ŞEVİN EKMEN
Doktora
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriHarran Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KASIM MERMERDAŞ
DOÇ. DR. ZEYNEP ALĞIN
- Mechanical and rheological properties of steel fibre reinforced self-compacting concrete
Kendiliğinden yerleşen çelik lifli betonların mekanik ve reoloji özellikleri
ANIL NİŞ
Doktora
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN ÖZTURAN