[학위논문]AP/HTPB 복합 고체추진제 연소 중 Al 및 AP 입자에 대한 Al 응집 특성 연구 Agglomeration Characteristics of Al for Al and AP particles during combustion of AP/HTPB Composite Solid Propellant원문보기
복합 고체추진제에 포함된 금속 연료인 알루미늄은 산화피막에 의해 연소 표면에서 점화, 연소되지 못하고 일부분 녹아 주위 알루미늄 입자들과 응집한다. 이렇게 응집된 입자에 의해 추력 감소와 같은 단점이 발생하게 되며 추진 기관 성능 평가 및 예측을 위해 응집 입자 크기를 계측하는 실험적 연구가 수행되어 왔다. 따라서 본 연구를 통해 고체추진제 연소 중 발생하는 알루미늄 응집에 대한 이해를 위하여 추진제 조성 물질에 대한 응집 특성 분석을 수행하였다. AP입자 크기, 조성비, Al입자 크기가 다른 다섯 가지 추진제에 대해 실험을 진행하여 Al 입자 크기, AP 입자 크기, 조성비 변수에 대해 비교 분석을 수행하였다. 우선 고체추진제 연소 중 표면에서 발생하는 알루미늄 입자들의 응집 현상을 이해하기 위한 표면 계측을 수행하였다. Al 입자 크기 및 AP 입자 크기에 대한 직관적 비교를 통해 Al 입자 크기가 AP 입자 크기 및 조성비보다 응집 입자 크기에 대해 더 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 고체추진제 연소 중 표면에서 응집된 알루미늄 입자들을 포집하기 위해 Quench-Bomb 실험을 수행하였으며 ...
복합 고체추진제에 포함된 금속 연료인 알루미늄은 산화피막에 의해 연소 표면에서 점화, 연소되지 못하고 일부분 녹아 주위 알루미늄 입자들과 응집한다. 이렇게 응집된 입자에 의해 추력 감소와 같은 단점이 발생하게 되며 추진 기관 성능 평가 및 예측을 위해 응집 입자 크기를 계측하는 실험적 연구가 수행되어 왔다. 따라서 본 연구를 통해 고체추진제 연소 중 발생하는 알루미늄 응집에 대한 이해를 위하여 추진제 조성 물질에 대한 응집 특성 분석을 수행하였다. AP입자 크기, 조성비, Al입자 크기가 다른 다섯 가지 추진제에 대해 실험을 진행하여 Al 입자 크기, AP 입자 크기, 조성비 변수에 대해 비교 분석을 수행하였다. 우선 고체추진제 연소 중 표면에서 발생하는 알루미늄 입자들의 응집 현상을 이해하기 위한 표면 계측을 수행하였다. Al 입자 크기 및 AP 입자 크기에 대한 직관적 비교를 통해 Al 입자 크기가 AP 입자 크기 및 조성비보다 응집 입자 크기에 대해 더 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 고체추진제 연소 중 표면에서 응집된 알루미늄 입자들을 포집하기 위해 Quench-Bomb 실험을 수행하였으며 입도 분석기를 사용하여 응집 입자들의 크기 분포 및 평균 직경을 측정하였다. 응집 입자의 크기는 압력에 대해 감소하는 경향을 나타내었으며, AP입자 크기나 조성비보단 초기 알루미늄 입자 크기에 더 영향을 많이 받았고, 초기 입자 크기가 클수록 응집 입자 크기도 증가하였다. 이러한 영향은 압력이 높을수록 더 크게 나타났다.
복합 고체추진제에 포함된 금속 연료인 알루미늄은 산화피막에 의해 연소 표면에서 점화, 연소되지 못하고 일부분 녹아 주위 알루미늄 입자들과 응집한다. 이렇게 응집된 입자에 의해 추력 감소와 같은 단점이 발생하게 되며 추진 기관 성능 평가 및 예측을 위해 응집 입자 크기를 계측하는 실험적 연구가 수행되어 왔다. 따라서 본 연구를 통해 고체추진제 연소 중 발생하는 알루미늄 응집에 대한 이해를 위하여 추진제 조성 물질에 대한 응집 특성 분석을 수행하였다. AP입자 크기, 조성비, Al입자 크기가 다른 다섯 가지 추진제에 대해 실험을 진행하여 Al 입자 크기, AP 입자 크기, 조성비 변수에 대해 비교 분석을 수행하였다. 우선 고체추진제 연소 중 표면에서 발생하는 알루미늄 입자들의 응집 현상을 이해하기 위한 표면 계측을 수행하였다. Al 입자 크기 및 AP 입자 크기에 대한 직관적 비교를 통해 Al 입자 크기가 AP 입자 크기 및 조성비보다 응집 입자 크기에 대해 더 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 고체추진제 연소 중 표면에서 응집된 알루미늄 입자들을 포집하기 위해 Quench-Bomb 실험을 수행하였으며 입도 분석기를 사용하여 응집 입자들의 크기 분포 및 평균 직경을 측정하였다. 응집 입자의 크기는 압력에 대해 감소하는 경향을 나타내었으며, AP입자 크기나 조성비보단 초기 알루미늄 입자 크기에 더 영향을 많이 받았고, 초기 입자 크기가 클수록 응집 입자 크기도 증가하였다. 이러한 영향은 압력이 높을수록 더 크게 나타났다.
Aluminum contained in a composite solid propellant as metal fuel has oxide film so that does not ignites easily and melts on the combustion surface, and agglomerates with surrounding particles. Agglomerated particle causes defects such as reduction of thrust, so experimental studies have been conduc...
Aluminum contained in a composite solid propellant as metal fuel has oxide film so that does not ignites easily and melts on the combustion surface, and agglomerates with surrounding particles. Agglomerated particle causes defects such as reduction of thrust, so experimental studies have been conducted to measure the agglomerated particle size for the purpose of assessing and predicting the performance of the solid rocket motor. Therefore, in order to understand the agglomeration of aluminum during the combustion of solid propellant, the aluminum agglomeration characteristics against compositions of the propellant were analyzed. Five propellants with different AP particle size, composition ratio and particle size were tested to perform a comparative analysis of Al particle size, AP particle size and composition ratio. First, surface visualization experiment were carried out to understand the agglomeration of aluminum particles on the surface during solid propellant combustion. The intuitive comparison of Al particle size and AP particle size showed that Al particle size had a greater influence on agglomeration than AP particle size and AP composition ratio. Quench-Bomb tests were also performed to collect agglomerates generated on the surface during solid propellant combustion, and the size distribution and average diameter of the agglomerates was measured using a particle size analyzer. The size of the agglomerates tended to decrease with respect to the pressure. Agglomerates were more affected by the initial aluminum particle size than the AP particle size or composition ratio, and the larger the initial particle size, the greater the agglomerated particle size. The effect was more clear as pressure increased.
Aluminum contained in a composite solid propellant as metal fuel has oxide film so that does not ignites easily and melts on the combustion surface, and agglomerates with surrounding particles. Agglomerated particle causes defects such as reduction of thrust, so experimental studies have been conducted to measure the agglomerated particle size for the purpose of assessing and predicting the performance of the solid rocket motor. Therefore, in order to understand the agglomeration of aluminum during the combustion of solid propellant, the aluminum agglomeration characteristics against compositions of the propellant were analyzed. Five propellants with different AP particle size, composition ratio and particle size were tested to perform a comparative analysis of Al particle size, AP particle size and composition ratio. First, surface visualization experiment were carried out to understand the agglomeration of aluminum particles on the surface during solid propellant combustion. The intuitive comparison of Al particle size and AP particle size showed that Al particle size had a greater influence on agglomeration than AP particle size and AP composition ratio. Quench-Bomb tests were also performed to collect agglomerates generated on the surface during solid propellant combustion, and the size distribution and average diameter of the agglomerates was measured using a particle size analyzer. The size of the agglomerates tended to decrease with respect to the pressure. Agglomerates were more affected by the initial aluminum particle size than the AP particle size or composition ratio, and the larger the initial particle size, the greater the agglomerated particle size. The effect was more clear as pressure increased.
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