3.4K Views
•
06:52 min
•
February 6th, 2021
DOI :
February 6th, 2021
•0:04
Introduction
1:14
Propellant Sample Installation
2:48
Test Instrumentation Setup
3:52
Data Acquisition and Test Cleanup
5:05
Results: Representative Combustion Rate Analysis of a Slowly Heated Propellant Test
6:03
Conclusion
Transcript
CRASH-P-testet kan användas för att kvantitativt utvärdera det långsamma reaktionsvåldet från raketdrivmedel i mycket mindre skala än nuvarande testmetoder. Testet är en billigare och snabbare metod för screening av raketdrivmedel för deras långsamma cook-off-våld än nuvarande fullskaliga tester. Det är svårt att genomföra fullskaliga slow cook-off-tester i de tidiga stadierna av raketdrivmedelsutveckling.
CRASH-P-testet kan ge mycket av denna kritiska information tidigt i formuleringsprocessen. Testet är tillräckligt snabbt och billigt för att många av de underliggande frågorna om kemisk kinetik av raketdrivmedelsingredienser under långsam kokning kan utforskas mer i detalj än någonsin tidigare. CRASH-P-testet kräver erfarenhet av termisk vätskeinstrumentering, samt att ställa in datainsamling med hög hastighet för temperatur- och tryckmätningar.
En visuell demonstration av denna metod kan vara till hjälp, eftersom det kan vara svårt att ställa in diagnostikutrustningen och placera provet med enbart skriftlig instruktion. Scott Sumner, en forskningsingenjör från vårt laboratorium, demonstrerar proceduren med Christopher Gray. För installation i drivmedelsprovet, skruva fast provhållarens lock på CRASH-P-provhållaren för att försegla provet och skruva sedan fast det förseglade provet på den stålplanka som är fäst vid kammarelocket i CRASH-P-provningen för att hålla provet i mitten av kammaren.
Placera ett av de termiska paren från de elektriska matar genomerna inuti drivmedelsprovhållaren för att fånga upp eventuella exotemiska reaktioner. Placera ett annat termopar på stålplankan som pekas upp för att registrera lufttemperaturen inuti CRASH-P-kammaren. Placera en liten mängd RTV där det termiska paret går in i drivmedelsprovhållaren för att försegla öppningen.
När provet har säkrats, skjut in kammarlocket i kammarens kropp. Använd en cylindrisk stång för att helt gänga och dra fast fästhuvudet på kammaren och använd en stöt på nio trådar per tums inställda skruvar för att montera 7/8 tums diameterskruvar i kammarhuvudet. Dra åt bultarna för att säkerställa att kammaren är jämnt fastsatt och använd en momentnyckel för att säkerställa en enhetlig tätning.
Montera kammarklämmorna och håll klämmorna på plats med dowel stift. För att montera kammarens ändplatta, skruva fast plattan på provningsbordet för att förhindra axiell rörelse av CRASH-P-provningen under en tändningshändelse. Anslut sedan de dynamiska trycksensorns koaxialkablar till de dynamiska trycksensorerna innan du ansluter elbandsvärmaren till uttagen som ansluts till temperaturregulatorerna.
Slå på temperaturkontrollpanelen och temperaturregulatorn. Bläddra igenom menyerna för att se till att allt är i standardinställningen. Se till att inlopps- och utloppsledningarna är anslutna till den dynamiska trycksignalbalsamet och slå på balsamet.
Ställ in temperaturvärdena på temperaturregulatorn efter behov för de 16 tidsintervallen med de tre första intervallen för att ställa in en ramp och blötläggningsperiod på 50 grader Celsius i två timmar. Ange de återstående intervallen för att tillhandahålla datapunkterna för testet för att få en linjär värmeprofil som inte ändrar lutning under testet och ställ in den slutliga temperaturen på 350 grader Celsius. Slå på elkraften till värmaren på kontrollkonsolen och slå på temperaturregulatorn för att fjärrköra testet.
Ställ in RSEN på på kontrollsidan på temperaturregulatorn. Tryck sedan på hjälpknappen för att ändra provningsförhållandet från standbyläge till körning för att börja värma upp kammaren. För datainsamling, i programvaran för datainsamlingssystem, ställ in ett testdatainsamlingsregion så att mätning av trycket av huvudkortet som mäter dynamiskt tryck och en annan för att möjliggöra mätning av temperaturerna av den termiska parförstärkaren.
Ställ in systemet så att det körs på en utlöst svitmekanism så att tryckprovtagningshastigheten ändras från ett prov per sekund till 50 000 prover per sekund när en tröskelspänning har uppnåtts. Eftersom datainsamlingen inte upphör på egen hand, kontrollera regelbundet testet för temperaturexoterm eller utlösta trycksvar. Om något av svaren observeras, stoppa inspelningen manuellt och stäng av aggregatets, videons och temperaturregulatorns krafter.
I slutet av experimentet exporterar du manuellt temperatur- och tryckdata till enskilda flikavgränsade textfiler till en lämplig dator för deras nedströmsanalys. Låt provningskammaren svalna i minst 12 timmar innan du ventilerar. Kammaren demonteras försiktigt för att frigöra eventuella produktgaser från den exotermiska reaktionen.
Fånga eventuella provbehållares fragment av provhållaren innan du rengör kammaren Här kan temperaturspår för den inre kammarens luft och den inre drivmedelstemperatur som erhållits av datainsamlingssystemet observeras. Mindre exothermic reaktioner innan tändningen mättes, tillsammans med den huvudsakliga exothermic reaktionen. Dynamiska tryckavläsningar för reaktionen registreras vanligtvis för de främre, bakre och bakre dynamiska tryckmätarna.
Liksom de flesta laboratoriekokninghändelser kan provbehållarens tillstånd bedömas för skador efter reaktionen. En ganska stor grad av uppmätt variation i reaktionsvåldet från olika drivmedelsprover observeras ofta, vilket gör att våldet kan kvantifieras och jämföras för de olika reaktionerna. I allmänhet uppvisar snabbare tryckreaktioner mer spridning eller brus i tryckdata, vilket är förenligt med den större svängningen av kammaren på grund av ett mer våldsamt svar.
Var noga med att placera termoelementen på samma plats varje gång för en jämn och konsekvent värmeprofil. Var också noga med att rengöra trycksensorns ytor för att minska bullret i reaktionsvåldsmätningarna. Efter analysen, inspektera drivmedelsresterna och provbehållaren för slutkemikalieprodukten och kontrollera graden av skada på provbehållaren från den långsamma cook-off-reaktionen.
Kom till ihåg att vissa raketdrivmedelsingredienser kan reagera mycket annorlunda än förväntat när de värms upp under begränsade förhållanden. Tack för att du tittade.
Vi presenterar ett protokoll för ett test i laboratorieskala för fasta raketdrivmedel som kallas förbränningshastighetsanalys av ett långsamt uppvärmt drivmedel (CRASH-P) test. Trånga raketdrivmedel värms långsamt upp fram till autoignition, och både spirtemperaturen och reaktionsvåldet mäts med dynamiska trycksensorer.
ABOUT JoVE
Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved