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Modeling of Aluminum Particle Combustion in Solid Rocket Combustion Chambers

Ecker, Tobias und Karl, Sebastian und Hannemann, Klaus (2017) Modeling of Aluminum Particle Combustion in Solid Rocket Combustion Chambers. In: 53rd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, 2017. 53rd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, 10.-12. Juni 2017, Atlanta, USA. doi: 10.2514/6.2017-4781. ISBN 978-162410511-1.

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2MB

Offizielle URL: http://propulsionenergy.aiaa.org/

Kurzfassung

Two phase ow is a challenging subject in the design of solid rocket motors. Not only does it impact the motor performance characteristics, but also inuences the thermal and chemical loads on the motor components. The main particulate found in hybrid and solid rocket combustion is made of aluminum. This study focuses on the continuous development of the TAU Lagrangian particle tracer, including eorts in modeling droplet evaporation, droplet breakup and condensation processes to describe the behavior of the solid particles within the combustion chamber. By combining computationally aordable models, an engineering model able to predict thermal, chemical and mechanical loads is presented. Application to a solid rocket motor engine indicates that this particular modeling approach underpredicts the combustion chamber temperature. Implementation of nucleation and subsequent condensation as a gas phase reaction resulted in chamber temperatures close to the temperature found from equilibrium combustion. While the temperature and species distribution within the chamber largely depend on the modeling of the combustion process, it is shown that the droplet breakup model has a much stronger inuence on the accurate prediction of droplet diameters in the nozzle and subsequent plume.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/111764/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Zusätzliche Informationen:Paper DOI: https://doi.org/10.2514/6.2017-4781
Titel:Modeling of Aluminum Particle Combustion in Solid Rocket Combustion Chambers
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ecker, TobiasTobias.Ecker (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7134-1185NICHT SPEZIFIZIERT
Karl, Sebastiansebastian.karl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5558-6673NICHT SPEZIFIZIERT
Hannemann, Klausklaus.hannemann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2017
Erschienen in:53rd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, 2017
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.2514/6.2017-4781
ISBN:978-162410511-1
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Solid rocket combustion, particle, multiphase flow
Veranstaltungstitel:53rd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference
Veranstaltungsort:Atlanta, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:10.-12. Juni 2017
Veranstalter :AIAA Propulsion and Energy Forum
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 - Raumfahrzeugsysteme - Anlagen u. Messtechnik (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Raumfahrzeuge, GO
Hinterlegt von: Bachmann, Barbara
Hinterlegt am:18 Sep 2017 15:33
Letzte Änderung:18 Jul 2023 14:35

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