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Numerical calculation of heat flux profiles in a N2O/C2H4 premixied green propellant combustor using an inverse heat conduction method

Perakis, Nikolaos und Werling, Lukas und Ciezki, Helmut und Schlechtriem, Stefan (2016) Numerical calculation of heat flux profiles in a N2O/C2H4 premixied green propellant combustor using an inverse heat conduction method. In: Space Propulsion Conference. Space Propulsion Conference, 01.-06. Mai 2016, Rom, Italien.

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Kurzfassung

With the aim to replace toxic propellants like hydrazine, an effort has been placed in the investigation of human- and environment-friendlier substances called “Green Propellants”. Within the context of this research initiative and in terms with the REACH-Regulation, the German Aerospace Center (DLR) in Lampoldshausen is developing and testing an experimental demonstrator based on the technology of a premixed nitrous oxide/ethene (N2O/C2H4) propellant. The advantages of this propellant include high specific impulse and low toxicity but are accompanied by several challenges like the high combustion temperature (up to 3300K), which directly influences the thermal design of an engine. For a better understanding of the combustion processes in the premixed propellant and a better estimation of the thermal loads on the thruster material, an accurate calculation of the heat flux in the combustion chamber is required. For this purpose an inverse heat conduction method developed at the Technical University of Munich (TUM) was utilized. Based on the thermocouple measurements in the chamber material, the time-dependant heat flux profiles were calculated using an Iterative Regularization Method (IRM). Heat flux and temperature results for different pressure load points were obtained, thereby helping to characterize the combustion properties of the propellant combination.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/104252/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Numerical calculation of heat flux profiles in a N2O/C2H4 premixied green propellant combustor using an inverse heat conduction method
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Perakis, Nikolaosnikolaos.perakis (at) tum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Werling, LukasLukas.Werling (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4353-2931NICHT SPEZIFIZIERT
Ciezki, HelmutHelmut.Ciezki (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1539-4677NICHT SPEZIFIZIERT
Schlechtriem, Stefanstefan.schlechtriem (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Mai 2016
Erschienen in:Space Propulsion Conference
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Green propellants, nitrous oxide fuel blends, premixed monopropellant, N2O, C2H4, inverse heat conduction, heat flux, wall temperature
Veranstaltungstitel:Space Propulsion Conference
Veranstaltungsort:Rom, Italien
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:01.-06. Mai 2016
Veranstalter :3AF
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben ForTrAS - Fortschrittliche Treibstoffe für Anwendungen im Satellitenbereich (alt)
Standort: Lampoldshausen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtantriebe > Treibstoffe
Hinterlegt von: Werling, Lukas
Hinterlegt am:12 Mai 2016 07:43
Letzte Änderung:29 Mär 2023 00:27

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