Material performance determination for nozzle erosion in hybrid rocket motors
Hibrit roket motorlarında lüle erozyonu için malzeme performansının belirlenmesi
- Tez No: 794783
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ARİF KARABEYOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
İtki katsayısı (CF) ve özgül itki (Isp) gibi motor parametreleri, roket motor tasarımı için kritik öneme sahiptir. Lüle boğaz alanındaki artış, itki katsayısı ve özgül itkide değişikliğe sebep olur. Bu nedenle, erozyonun hiç olmaması ya da minimum seviyede olması beklenir. Hibrit roket motorlarında lüle erozyonu, hibrit roket motorları hala gelişmekte olduğundan, üzerinde çalışılması gereken önemli bir faktördür. Bu çalışma farklı malzemelerin, çeşitli oksitleyici-yakıt oranlarında ve yanma odası basınçlarında, aşınma oranlarını araştırmaktadır. Ayrıca lüle boğaz uzunluğunun erozyona etkisi de incelenmiştir. Lüle malzemeleri olarak farklı grafit tipleri, metaller, kompozitler ve silisyum karbürün performansları belirlenmiştir. Silisyum karbür sinterleme işlemi ve silisyum karbürün hibrit roket motorlarında lüle malzemesi olarak kullanılması başlı başına bir araştırma konusu olması nedeniyle bu çalışmanın en önemli kısımlarından birisidir. Hibrit roket motorlarında silisyum karbür lülelerin kullanımı ile ilgili sadece birkaç araştırma bulunmaktadır. Statik ateşleme testi sonuçları verilmiş ve her test için lüle boğazının aşınma oranları ölçülmüştür. Lüle boğaz çapları, testlerden önce ve sonra MATLAB®'deki görüntü işleme araç kutusu ve kumpas kullanılarak ölçülmüştür. Test sonuçları, malzeme seçiminin ve azaltılmış oksitleyici-yakıt oranlarının, daha düşük erozyon oranları için en önemli faktörler olduğunu göstermektedir. İyi grafit çeşitleri, roket lüleleri için iyi birer seçenek olabilir, ancak silisyum karbür, yüksek mukavemetinden dolayı umut vadeden bir malzemedir.
Özet (Çeviri)
Performance parameters such as thrust coefficient (CF) and specific impulse (Isp) are critical for rocket motor design. An increase in the nozzle throat area causes a change in CF, thrust, and Isp. Therefore, no erosion or minimal erosion is expected. Nozzle erosion in hybrid rocket motors is a prominent factor that should be studied since hybrid rocket motors (HRM) are still developing. This study investigates the erosion rates of different materials at various oxidizer-tofuel ratios (O/F), equivalence ratios, and chamber pressures. Moreover, the effects of throat length on erosion were investigated as well. Performances of different graphite grades, metals, composites, and silicon carbide as nozzle materials were determined. The silicon carbide sintering procedure and the use of silicon carbide in hybrid rocket motors as nozzle material is one of the most important parts of this study due to being a research topic all by itself. There is only a few research on the use of SiC nozzles in HRM nozzles. Static firing test results are given, and erosion rates of nozzle throats are measured for each test. Nozzle throat diameters are measured before and after the tests using both calipers and image processing toolbox in MATLAB®. Results show that material selection and reduced O/F ratios are the most critical factors for lower erosion rates. Fine graphite grades may be good options for rocket nozzles, but silicon carbide is a promising material due to its high strength.
Benzer Tezler
- Silika-fenolik kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of silica-phenolic composites prepared with compression molding method
ÖNDER GÜNEY
Doktora
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM DEMİRKESEN
- Linyit yakan değişik dağıtıcı elekli akışkan yataklarda ayrışma ve aglomerasyon
Segregation and agglomeration in lignite burning fluidised beds with different distrubutor plates
M.FERHAT YARDIM
- Patates ilaçlamasında döner diskli ve hidrolik memelerin uygulama performansları ve Leptinotarsa decemlineata Say (Coleoptera:Chrysomelidae)'ya karşı biyolojik aktivitelerinin spinosad ile belirlenmesi
Determination of spray application performance into potato canopies with spinning disc and hydraulic spray nozzles, and biological activities with spinosad for Leptinotarsa decemlineata Say (Coleptera:Chrysomelidae)
BAHADIR SAYINCI
- Radyal pompaların kavitasyon performansının hesaplanması ve iyileştirilmesi
Computation and improvement of the cavitation performance of radial flow pumps
MEHMET KAYA
Doktora
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER
- 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