Ignition capability of CO2 in hybrid rockets for Mars ascent vehicles
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 678924
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ARİF KARABEYOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
CO2, yakıt olarak karbonun ve oksitleyici olarak oksijenin kombinasyonundan kaynaklanan ̈onemli bir yanma ̈urünudur. CO2 bir yanma ̈ürünü olmasına ragmen sadece metalik tozlarla yanabilir ve bu ̈ozellik CO2'i yanma uygulamaları için ilginç kılmaktadır. Metaller, karbona kıyasla y ̈uksek reaktivite seviyelerine sahiptir, bu nedenle CO2'deki karbon oksijen bağını kırarlar ve ̈onemli miktarda enerji açığa ̧cıkarır. Metal/CO2 yanması bir ̧cok araştırmacı tarafından ̧calışılsa da pratik roket uygulamaları için yeterince de ̆gerlendirilmemi ̧stir. Bu nedenle, bu tez hibrit roket motorlarında CO2'in yanma karakteristiğini anlamayı amaçlamaktadır. Yanmayı gerçekleştirmek için Paraffin/Mg/N2O/CO2 yakıt kombinasyonu kullanılmıştır. ̇Ilk testler laboratuar ̈olçekli hibrit motor kullanılarak yapılmıştır. Ek olarak, CO2'in ateşleme kapasitesini daha iyi anlamak için büyük ̈olçekli motor kullanılmıştır. Katkı maddesi olarak parafin mumu içine mikron boyutlu aluminyum ve magnezyum eklenir. Motor“ blowdown ”modunda ̧calışan doymuş sıvı halde N2O/CO2 oksitleyici karışımı kullanır. Sonuçlar, magnezyumun aluminyumdan CO2 ile daha iyi yanma ̈ozelliğine sahip olduğunu göstermektedir. Parafin mumunda kütlece 60%Mg için oksitleyici karışımında ağırlıkça yüzde 75% CO2'a kadar maksimum başarılı yanma elde edilir. CO2 kimyasal kineti ği yavaşlatır, bu nedenle adyabatik alev sıcaklığı yanma limiti ̈uzerinde ̈onemli bir role sahiptir. Ate şlemeler, büyük ̈olçekli ateşlemelerde 1600 K'nin altındaki Tflame'da sönmüştür. Parafin/Mg/N2O/CO2 yakıt kombinasyonu, Mars Kalkış Araçları (MAV) için uygun bir adaydır. ̇Itki sistemleri için yerinde CO2ve Mg kullanımı, Dünya'dan getirilmesi gereken kütleyi ̈onemli ̈ölçüde azaltır. Yerinde MAV için yüksek CO2 seviyesi daha verimli görünse de, Dünya'dan getirilmesi gereken minimum kütle 60% CO2 80% Mg itici kombinasyonunda bulunur.
Özet (Çeviri)
CO2 is a major combustion product arises from the combination of carbon as the fuel and oxygen as the oxidizer. However,CO2 can burn with metallic powders that makes it interesting compound for the combustion applications. Metals have high reactivity levels compared to carbon thus breaks the carbon oxygen bond.This reaction releases significant amount of energy. Although Metal/CO2 com-bustion has been studied by many researchers, process has not been evaluated for practical rocket applications. Therefore, this thesis aims to understand the ignition characteristics of the CO2 in hybrid rocket motors. Propellant combination of Paraffin/Metal/N2O/CO2 is selected to accomplish the combustion.Preliminary experiments are performed by using lab-scale hybrid motors. In addition, a scale up motor is used to better understand the ignition capability of the CO2. Micron sized aluminum and magnesium is casted within the paraffin wax asthe additive. Motor operating in“blowdown”mode uses N2O/CO2 oxidizer mixture in saturated liquid state. Results indicate that magnesium has better ignition capability with CO2 than aluminium. The maximum successful combustion is achievedup to 75% CO2 by weight percentage in the oxidizer mixture for 60%Mg by mass in the paraffin wax. CO2 slows down the chemical kinetics thus adiabatic flame temperature has significant role on ignitibility limit. Ignitions are quenched at Tflame below 1600 K for scale up motor.Paraffin/Mg/N2O/CO 2propellant combination is a feasible candidate for Mars Ascent Vehicles. In-situ CO2 and Mg usage for propulsion systems significantly reduces mass that is needed to brought from the Earth. Although high level of CO2 seems more efficient for in-situ MAV, the minimum mass is needed to be brought from the Earth is found at 60% CO2 80% Mg propellant combination.
Benzer Tezler
- Development of heat rejection prediction methodology for selection of cooling elements in diesel engines
Dizel motorlarda soğutma elemanlarının seçimi için ısı atımı tahmin metodolojisinin geliştirilmesi
EMRE EPGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN AKIN KUTLAR
DR. EMRE ÖZGÜL
- Evaluation of the fire potential index utilizing numerical weather prediction fields and remote sensing imagery
FPI orman yangını potansiyeli indeksinin sayısal hava tahmin modeli alanları ve uzaktan algılama verisi ile hesaplanması
FERAT ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET ÖZGÜR DOĞRU
- Homojen dolgulu motorlarda yüksek basınçlı püskürtme teknolojisinin deneysel olarak uygulanarak performans ve emisyon açısından konvensiyonel diesel ile karşılaştırılması
The pherformance and emission comparision study of the high pressure fulled hcci engine with the conventional diesel engine
ÜMİT TÜRKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALP TEKİN ERGENÇ
- Development of a flame retardant chemical for cotton/polyester blended fabrics and its industrial applications
Pamuk/polyester karışımı kumaşların güç tutuşurluğunun iyileştirilmesine yönelik apre kimyasalı geliştirilmesi ve üretim hattına uygulanması
RAZİYE ATAKAN
Doktora
İngilizce
2020
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLAY ÖZCAN
- Analysis of the effects of gasohol (alcohol/gasoline) fuel mixtures at different compression ratios and engine speeds on spark inition engine emissions with ANYS
Alkol/benzin yakıt karışımlarının farklı sıkıştırma oranlarında ve motor devirlerinde buji ateşlemeli motor emisyonlarına etkisinin ANYS ile analizi
HASSAN MCHEIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAMET USLU