Name: improving the combustion performance of a hybrid rocket engine using a novel fuel grain with a nested helical structure
Uploaded: 2021-01-18T12:30:00
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Questo lavoro è stato supportato dalla National Natural Science Foundation of China (Grant n. 11802315, 11872368 e 11927803) e dalla Equipment Pre-Research Foundation del National Defense Key Laboratory (Grant n. 6142701190402).

1. Allestimento e procedure sperimentali
<ol><li>Preparazione del grano combustibile NOTA: La granulometria con nuova struttura era costituita da due parti, che sono mostrate nella figura 4. Come parte principale del nuovo grano, il combustibile a base di paraffina rappresenta oltre l'80% della massa totale. Il substrato ABS viene utilizzato come combustibile aggiuntivo. La preparazione di questo grano combustibile è stata realizzata combinando stampa 3D e colata centrifuga.<ol>
<li>Pr...

<ol>
	<li>Boiron, A. J., Cantwell, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. , (2013).</li><li>Mazzetti, A., Merotto, L., Pinarello, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paraffin-based+hybrid+rocket+engines+applications:+A+review+and+a+market+perspective.">Paraffin-based hybrid rocket engines applications: A review and a market perspective.</a> Acta Astronautica. 126, 286-297 (2016).</li><li>Karabeyoglu, A., Zilliac, G., Cantwell, B. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fundamentals of Hybrid Rocket Combustion and Propulsion. , (2007).</li><li>Boardman, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 33rd Joint Propulsion Conference and Exhibit. , (1997).</li><li>Connell, T. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+Solid+Fuel+Combustion+in+a+Hybrid+Rocket+Motor+Using+Amorphous+Ti-Al-B+Nanopowder+Additives.">Enhancement of Solid Fuel Combustion in a Hybrid Rocket Motor Using Amorphous Ti-Al-B Nanopowder Additives.</a> Journal of Propulsion and Power. 35 (3), 662-665 (2019).</li><li>Veale, K., Adali, S., Pitot, J., Brooks, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+the+performance+and+structural+considerations+of+paraffin+wax+hybrid+rocket+fuels+with+additives.">A review of the performance and structural considerations of paraffin wax hybrid rocket fuels with additives.</a> Acta Astronautica. 141, 196-208 (2017).</li><li>Karakas, H., Kara, O., Ozkol, I., Karabeyoglu, A. 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R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> AIAA Scitech 2019 Forum. , (2019).</li><li>Whitmore, S., Peterson, Z., Eilers, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference &amp; Exhibit. , (2011).</li><li>Whitmore, S. A., Armstrong, I. W., Heiner, M. C., Martinez, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 2018 Joint Propulsion Conference. , (2018).</li><li>Whitmore, S. A., Peterson, Z. W., Eilers, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+Hydroxyl+Terminated+Polybutadiene+and+Acrylonitrile+Butadiene+Styrene+as+Hybrid+Rocket+Fuels.">Comparing Hydroxyl Terminated Polybutadiene and Acrylonitrile Butadiene Styrene as Hybrid Rocket Fuels.</a> Journal of Propulsion and Power. 29 (3), 582-592 (2013).</li><li>Whitmore, S. A., Sobbi, M., Walker, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. , (2014).</li><li>Whitmore, S. A., Walker, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+Model+for+Hybrid+Fuel+Regression+Rate+Amplification+Using+Helical+Ports.">Engineering Model for Hybrid Fuel Regression Rate Amplification Using Helical Ports.</a> Journal of Propulsion and Power. 33 (2), 398-407 (2017).</li><li>Creech, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 53rd AIAA Aerospace Sciences Meeting. , (2015).</li><li>Lyne, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 2018 Joint Propulsion Conference. , (2018).</li><li>Elliott, T. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 52nd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. , (2016).</li><li>Armold, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. , (2013).</li><li>Armold, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. , (2014).</li><li>Fuller, J., Ehrlich, D., Lu, P., Jansen, R., Hoffman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 47th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference &amp; Exhibit. , (2011).</li><li>Lee, C., Na, Y., Lee, J. W., Byun, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+induced+swirl+flow+on+regression+rate+of+hybrid+rocket+fuel+by+helical+grain+configuration.">Effect of induced swirl flow on regression rate of hybrid rocket fuel by helical grain configuration.</a> Aerospace Science and Technology. 11 (1), 68-76 (2007).</li><li>Tian, H., Li, Y., Li, C., Sun, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regression+rate+characteristics+of+hybrid+rocket+motor+with+helical+grain.">Regression rate characteristics of hybrid rocket motor with helical grain.</a> Aerospace Science and Technology. 68, 90-103 (2017).</li><li>Hitt, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 2018 Joint Propulsion Conference. , (2018).</li><li>Wang, Z., Lin, X., Li, F., Yu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combustion+performance+of+a+novel+hybrid+rocket+fuel+grain+with+a+nested+helical+structure.">Combustion performance of a novel hybrid rocket fuel grain with a nested helical structure.</a> Aerospace Science and Technology. 97, (2020).</li><li>McBride, J. B., Gordon, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Computer Program for Calculation of Complex Chemical Equilibrium Compositions and APPlications. , (1996).</li><li>De Zilwa, S., Zilliac, G., Karabeyoglu, A., Reinath, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 39th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit. , (2003).</li><li>Franco, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regression+Rate+Design+Tailoring+Through+Vortex+Injection+in+Hybrid+Rocket+Motors.">Regression Rate Design Tailoring Through Vortex Injection in Hybrid Rocket Motors.</a> Journal of Spacecraft and Rockets. 57 (2), 278-290 (2020).</li></ol>

La tecnica presentata in questo articolo è un nuovo approccio che utilizza un grano combustibile con una struttura elicoiale annidata. Non vi sono difficoltà nella creazione delle attrezzature e degli impianti necessari. La struttura elicoiale può essere facilmente prodotta dalla stampa 3D e la nidificazione di combustibili a base di paraffina può essere facilmente effettuata mediante colata centrifuga. Le stampanti 3D FDM (Fused Deposition Molding) non sono costose e il costo delle centrifughe è basso.
<p class...

È urgente mente necessaria una tecnica per migliorare le prestazioni di combustione di un motore a razzo ibrido. Ad oggi, le applicazioni pratiche dei motori a razzo ibridi sono ancora molto meno di quelle dei motori a razzo solido eliquido 1,2. Il basso tasso di regressione dei combustibili tradizionali limita il miglioramento delle prestazioni di spinta per il motore arazzo ibrido 3,4. Inoltre, la sua efficienza di combustione è leggermente inferiore a quella di altri razzi ad energia chimica a causa della combustione a diffusioneinterna 5, come mostrato nella figura 1. Sebbene siano state studiate e sviluppate varie tecniche, come l'uso di multi-porte6,il miglioramento degli additivi7,8,9,liquefatti10,11,12,iniezione vorticosa13,sporgenze14e bluff body15,questi approcci sono associati a problemi di utilizzo del volume, efficienza di combustione, prestazioni meccaniche e qualità di ridondanza. Finora, il miglioramento strutturale del grano combustibile, che non presenta queste carenze, ha attirato maggiore attenzione come mezzo efficace per migliorare le prestazioni dicombustione 16,17. L'avvento della stampa tridimensionale (3D) ha un modo efficace per aumentare le prestazioni dei motori a razzo ibridi attraverso la capacità di produrre rapidamente ed economicamente progetti di grani convenzionali complessi o grani di combustibile non convenzionali18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30. Tuttavia, durante il processo di combustione, questi miglioramenti nelle prestazioni di combustione diminuiscono con la caratteristica combustione della struttura, con conseguente diminuzione delle prestazioni di combustione23. Abbiamo dimostrato che un nuovo design è utile per migliorare le prestazioni dei motori a razzo ibridi31. I dettagli di questa tecnica e i risultati rappresentativi sono presentati in questo documento.
Il grano combustibile è costituito da un substrato elicoilicoilico fatto da acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) e da un combustibile a base di paraffina annidata. Sulla base della stampa centrifuga e 3D, sono stati combinati i vantaggi dei due combustibili con diversi tassi di regressione. La speciale struttura elicoiale del grano combustibile dopo la combustione è illustrata nella figura 2. Quando il gas passa attraverso il grano combustibile, numerose zone di ricircolo vengono create simultaneamente a scanalature tra lame, come mostrato nella figura 3. Questa struttura caratteristica sulla superficie interna aumenta l'energia cinetica della turbolenza e il numero di vortice nella camera di combustione, che aumentano gli scambi di materia ed energia nella camera di combustione. In definitiva, il tasso di regressione del nuovo grano combustibile è effettivamente migliorato. L'effetto del miglioramento del tasso di regressione è stato ben dimostrato: in particolare, il tasso di regressione del nuovo grano combustibile è stato dimostrato essere superiore del 20% a quello del combustibile a base di paraffina al flusso di massa di 4 g/s·cm2,32.
Un vantaggio del grano combustibile con una struttura elicoiale annidata è che è semplice da produrre. Il processo di stampaggio richiede principalmente un miscelatore di fusione, una centrifuga e una stampante 3D. Il substrato ABS formato dalla stampa 3D riduce notevolmente i costi di produzione. Un altro vantaggio significativo e unico è che l'effetto di miglioramento non scompare durante il processo di combustione.
Questo documento presenta il sistema sperimentale e la procedura per migliorare le prestazioni di combustione di un motore a razzo ibrido utilizzando la nuova struttura del grano combustibile. Inoltre, questo documento presenta tre confronti rappresentativi dei parametri delle prestazioni di combustione per dimostrare la fattibilità della tecnica, tra cui la frequenza di oscillazione della pressione della camera di combustione, il tasso di regressione e l'efficienza di combustione caratterizzata da velocità caratteristica.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>3D printer</td>
			<td>Raise3D</td>
			<td>N2 Plus</td>
			<td>305 &#215; 305 &#215; 605 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D drawing software</td>
			<td>Autodesk</td>
			<td>Inventor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ABS</td>
			<td>Raise3D</td>
			<td>ABS black</td>
			<td>1.75 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td>Sony</td>
			<td>A6000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon</td>
			<td>Aibeisi</td>
			<td>ATP-88AT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifugal machine</td>
			<td>Luqiao Langbo Motor Co.Ltd</td>
			<td>Custom</td>
			<td>&#8804;1450 rpm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data processing software</td>
			<td>OriginLab</td>
			<td>Origin 2020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EVA</td>
			<td>DuPont Company</td>
			<td>360</td>
			<td>binder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mass flow controller</td>
			<td>Bronkhost</td>
			<td>F-203AV</td>
			<td>0-1500 ln/min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Melt mixer</td>
			<td>Winzhou Chengyi Jixie Co.Ltd</td>
			<td>Custom</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-function data acquisition card</td>
			<td>NI</td>
			<td>USB-6211</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraffin</td>
			<td>Sinopec Group Company</td>
			<td>58#</td>
			<td>Fully refined paraffin, Melting point&#8776;58&#8451;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PE wax</td>
			<td>Qatar petroleum chemical industry Company</td>
			<td>Custom</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Slicing software</td>
			<td>Raise3D</td>
			<td>ideaMaker</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spark plug</td>
			<td>NGK</td>
			<td>PFR7S8EG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stearic acid</td>
			<td>ical Reagent Company</td>
			<td>Custom</td>
			<td>hardener</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

improving the combustion performance of a hybrid rocket engine using a novel fuel grain with a nested helical structure

Viene presentata una tecnica per migliorare le prestazioni di combustione di un motore a razzo ibrido utilizzando una nuova struttura a grana di combustibile. Questa tecnica utilizza i diversi tassi di regressione dello stirene acrilonitrile butadiene e dei combustibili a base di paraffina, che aumentano gli scambi di materia ed energia attraverso il flusso vorticoso e le zone di ricircolo formate alle scanalature tra le palette adiacenti. La tecnica di fusione centrifuga viene utilizzata per gettare il combustibile a base di paraffina in un substrato di stirene acrilonitrile butadiene realizzato con stampa tridimensionale. Utilizzando l'ossigeno come ossidante, sono state condotte una serie di prove per studiare le prestazioni di combustione del nuovo grano combustibile. Rispetto ai grani di combustibile a base di paraffina, il grano combustibile con una struttura elicoiale annidata, che può essere mantenuto durante tutto il processo di combustione, ha mostrato un miglioramento significativo del tasso di regressione e un grande potenziale nel miglioramento dell'efficienza della combustione.

La figura 7 mostra le variazioni della pressione della camera di combustione e della portata di massa dell'ossidante. Per fornire il tempo necessario per la regolazione del flusso, l'ossidante entra in anticipo nella camera di combustione. Quando il motore costruisce pressione nella camera di combustione, la portata di massa dell'ossigeno diminuisce rapidamente e quindi mantiene un cambiamento relativamente costante. Durante il processo di combustione, la pressione nella camera di combustion...

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Improving the Combustion Performance of a Hybrid Rocket Engine using a Novel Fuel Grain with a Nested Helical Structure

Viene presentata una tecnica che utilizza un granello di combustibile solido con una nuova struttura elicoiale annidata per migliorare le prestazioni di combustione di un motore a razzo ibrido.

Migliorare le prestazioni di combustione di un motore a razzo ibrido utilizzando un nuovo grano combustibile con una struttura elicoiale annidata

A technique to improve the combustion performance of a hybrid rocket engine using a novel fuel grain structure is presented. This technique utilizes the ...

Questo metodo può aiutare a rispondere alla domanda su come migliorare le prestazioni di combustione dei grani. I principali vantaggi di questo protocollo è che la struttura elicoiale dei grani di combustibile non scomparirà con il processo di combustione. Questo metodo può anche essere applicato alla formula granulosità con diverse compilazioni di materiale come EBS e PUX.Inizia preparando lo stirene butadiene acrilonitrile, o substrato ABS, utilizzando il software 3D. Salvare la struttura del substrato 3D come file STL. Quindi aprire il software di affezione 3D e importare la struttura.Fare clic su Avvia affezione e selezionare la modalità di stampa rapida dal modello principale. Velocità di doppio clic. Quindi cambia la densità di riempimento al 100% e seleziona la zattera con gonna per l'edizione della piattaforma.Fare clic su Salva e chiudi e quindi su Sezione. Accendere la stampante 3D e importare il file slice del substrato ABS. Impostare la temperatura del letto riscaldato e dell'ugello rispettivamente a 100 e 240 gradi Celsius.Fare clic sull'inizio per stampare dopo la stabilizzazione. Per garantire una stampa di successo, applicare la colla solida sulla piastra calda per aumentare l'adesione tra il substrato ABS e la piastra calda. Per una preparazione del combustibile a base di paraffina preparare materie prime di paraffina, cera di polietilene, acido sterico, acetato di vinile di etilene e polvere di carbonio.Configurare il combustibile a base di paraffina in base alle indicazioni del manoscritto e posizionare i materiali configurati nel miscelatore di fusione. Quindi sciogliere e mescolarli fino a completa miscela. Posizionare il substrato ABS nella centrifuga e fissarlo con un tappo finale.Collegare la polvere e accendere l'interruttore della pompa di raffreddamento ad acqua. Quindi accendere il relè della centrifuga e aumentare la velocità a 1.400 giri/min. Aprire la valvola sul miscelatore di fusione e iniziare a lanciare.Rimuovere la granulosità del carburante e tagliare la forma. Misurare e registrare il peso, la lunghezza e il diametro interno del grano combustibile completo e fotografarlo. Per assemblare il motore a razzo ibrido, fissare la sezione della camera di combustione sul binario scorrevole, caricare il grano combustibile e installare la sezione della camera di post combustione.Installare la testa e l'ugello. Quindi installare l'accenditore della torcia sulla testa del motore a razzo ibrido. Installare la candela e collegare l'alimentatore.Collegare le linee di alimentazione di azoto, ossidante, metano di accensione e gas ossigeno di accensione tra il banco di prova e la bombola del gas. Collegare il computer industriale, la scheda di acquisizione dati multifunzione, il controller di flusso di massa e la scatola di controllo del banco di prova. Alimentazione sul banco di prova, sul regolatore del flusso di massa e sull'accenditore.Aprire il software FlowDDE e fare clic sulle impostazioni di comunicazione. Fare clic sull'interfaccia di connessione corrispondente e fare clic su OK. Fare clic su comunicazione aperta per stabilire la comunicazione con il controller di flusso.Quindi aprire il programma di misurazione e controllo, o MCP. Impostare il canale di input e output della scheda di acquisizione dati multifunzione e fare clic su Esegui per stabilire la comunicazione con l'intero sistema. Controllare lo stato di esecuzione dell'MCP e impostarlo sulla modalità di controllo manuale.Controllare le condizioni di lavoro della candela ed eseguire un test della valvola. Testare la funzione di registrazione dei dati. Aprire quindi l'interfaccia di impostazione e impostare il tempo di test, inclusi l'orario di apertura e chiusura della valvola, il tempo di accensione e la durata della registrazione dei dati.Impostare i requisiti di sicurezza e liberare il personale dall'area sperimentale. Aprire la valvola del cilindro e regolare la pressione di uscita della valvola di regolazione in base alle diverse condizioni di portata di massa. Aprire l'interfaccia di impostazione e impostare la portata di massa dell'ossidante.Accendere la fotocamera, quindi impostare l'MCP sulla modalità di controllo automatico e attendere il trigger. Fare clic sul pulsante Start sull'MCP per avviare l'esperimento. Dopo circa un minuto, fare clic su Interrompi e spegni la fotocamera.Chiudere la bombola del gas e aprire la valvola nella tubazione per alleviare la pressione. Spegnere il banco di prova e rimuovere la grana del carburante. Misurare e fotografare il grano combustibile come dimostrato in precedenza.Qui sono riportati i cambiamenti nella pressione della camera di combustione e nella portata di massa dell'ossidante. Per fornire il tempo necessario per la regolazione del flusso, l'ossidante entra in anticipo nella camera di combustione. Quando il motore costruisce pressione nella camera di combustione, la portata di massa dell'ossigeno diminuisce rapidamente e quindi mantiene un cambiamento relativamente costante.Durante il processo di combustione, la pressione nella camera di combustione rimane stabile. Qui viene presentato un confronto della frequenza di oscillazione della pressione della camera di combustione. Lo spettro di fluttuazione della pressione del nuovo granello di combustibile conteneva tre picchi distinti che erano associati alla bassa frequenza ibrida, alla modalità Helmholtz e alla semi-onda acustica nella camera di combustione.Le posizioni dei picchi di pressione del nuovo grano combustibile erano fondamentalmente le stesse di quella dei combustibili a base di paraffina, il che indica che la nuova struttura non è suscettibile di introdurre ulteriori oscillazioni di combustione. Il tasso di regressione in funzione del flusso di ossidante è stato confrontato tra i grani di combustibile. Alla stessa portata di massa dell'ossidante, la velocità di regressione del nuovo grano combustibile era superiore a quella del combustibile a base di paraffina e il divario si allargava gradualmente con l'aumentare del flusso di ossidante.La velocità caratteristica è stata utilizzata per confrontare l'efficienza di combustione. Il nuovo grano combustibile mostrava una velocità caratteristica più elevata rispetto ai grani a base di paraffina a vari rapporti ossidante e combustibile. Ciò corrisponde a un aumento medio dell'efficienza di combustione di circa il 2% Quando si tenta questo protocollo, tenere presente che la temperatura di colata del combustibile a base di paraffina non può essere superiore a 120 gradi Celsius.

Research

JoVE Journal

Engineering

Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

Probing e mapping superfici di elettrodo nelle celle di combustibile ad ossidi solidi

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen ...

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Ingegneria

Flame Experiments at the Advanced Light Source: New Insights into Soot Formation Processes

Esperimenti di fiamma alla Advanced Light Source: nuove informazioni sui processi fuliggine Formazione

The following experimental protocols and the accompanying video are concerned with the flame experiments that are performed at the Chemical Dynamics ...

Preparation and Evaluation of Hybrid Composites of Chemical Fuel and Multi-walled Carbon Nanotubes in the Study of Thermopower Waves

Preparazione e valutazione dei compositi ibridi di combustibile chimico e multi-walled nanotubi di carbonio nello studio di termoelettrico Waves

When a chemical fuel at a certain position in a hybrid composite of the fuel and a micro/nanostructured material is ignited, chemical combustion occurs ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

Rilevamento e recupero di palladio, oro e metalli di cobalto dalla miniera urbana Utilizzando novelli Sensori / Adsorbenti designate con nanoscala Wagon a forma di ruote pori

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Metodi sperimentali avanzati per bassa temperatura magnetotrasporto Misura di nuovi materiali

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

Combustion Characterization and Model Fuel Development for Micro-tubular Flame-assisted Fuel Cells

Combustione Caratterizzazione e modello di sviluppo carburante per micro-tubolari Celle a combustibile fiamma assistita

Combustion based power generation has been accomplished for many years through a number of heat engine systems. Recently, a move towards small scale power ...

Detecting the Water-soluble Chloride Distribution of Cement Paste in a High-precision Way

Rilevare la distribuzione di cloruro solubile in acqua della pasta di cemento in un modo ad alta precisione

To improve the accuracy of the chloride distribution along the depth of cement paste under cyclic wet-dry conditions, a new method is proposed to obtain a ...

Infrared Degenerate Four-wave Mixing with Upconversion Detection for Quantitative Gas Sensing

A raggi infrarossi degenerato quattro-onda miscelazione con rilevamento di Upconversion per sensoristica quantitativa

We present a protocol for performing gas spectroscopy using infrared degenerated four-wave mixing (IR-DFWM), for the quantitative detection of gas species ...

A Polymer-based Piezoelectric Vibration Energy Harvester with a 3D Meshed-Core Structure

Una mietitrice di energia a base di polimeri piezoelettrici vibrazione con una struttura con mesh-Core 3D

In this study, we fabricated a flexible 3D mesh structure with periodic voids by using a 3D lithography method and applying it to a vibration energy ...

A Rapid Method for Modeling a Variable Cycle Engine

Un metodo rapido per la modellazione di un motore a ciclo variabileA Rapid Method for Modeling a Variable Cycle Engine

The variable cycle engines (VCE) that combine the advantages of turbofan and turbojet engines, are widely considered to be the next generation aircraft ...