Электрический твердых топлив рассматриваются в качестве более безопасной альтернативы для пиротехники, горнодобывающая промышленность, и космические двигательные установки, потому что они воспламеняются только с электрическим током. Но ведь все эти приложения требуют высокой температуры, важно понимать, как высокая температура изменяет топлив’ химия. Исследователи из Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейн, Университет Миссури науки и техники, и НАСА использовали компьютерную модель, которая имитирует термохимических свойств высокотемпературных материалов для прогнозирования термохимия новый высокопроизводительный электрический твердотопливный.
«В абляционных импульсных плазменных двигателей, существует высокотемпературной плазмы вблизи поверхности электрические твердотопливные. Тепло вызывает небольшие объемы топлива должны быть удалены или прижигания с поверхности и стали испарились. Этот абляцию материала ускоряются до высоких скоростей для движения ракеты. Однако высокая температура также изменяет химического состава материала. У нас не было информации, что химический состав до сих пор», — сказал Джошуа рови хотел, доцент кафедры аэрокосмической инженерии в Грейнджер инженерный колледж в U И.
Как жарко мы говорим? Например, 12,000 градусам Кельвина-это температура поверхности звезды. Модели имитируемых температур от 500 до 40 000 градусов Кельвина.
При таких высоких температурах, химия сплошная изменения пропеллента. Обычный тефлон материал состоит из двух атомов углерода и четырех fluorines, которые связаны друг с другом. Как аблирует, получается так жарко, что молекулы диссоциируют. Атомы углерода и fluorines отделить друг от друга.
«Это так жарко, что электроны отрываются эти атомы», — сказал рови хотел. «Теперь у вас есть отрицательно заряженные электроны, движущиеся вокруг положительно заряженных ионов, которые остаются в виде жидкости. Горячий газ выбрасывается из двигателя на высоких скоростях, что создают силу тяги и приведения в движение космического аппарата. Эта работа является численная модель прогноза Термодинамика и равновесия данного топлива при его испарении и при таких высоких температурах».
Исследования начались с ранее разработанной численной модели для тефлона материалов и данных для проведения сравнительного анализа. Убедившись, что они правильно имитировали тефлона, исследователи использовали ту же модель, но с использованием условия ввода высокопроизводительный электрический топливо для прогнозирования его проводимость и ионизация при тех же температурах, как и тефлон.
Один основной вывод из исследования заключается в том, что высокопроизводительный электрический топливо имеет более высокую энтальпия — энергия, запасенная в Газе-в этих экстремальных температурах.
«Мы можем иметь больше того, что называется замороженным потери потока, связанного с этим материалом, чем с тефлоном», — сказал рови хотел. «Высокопроизводительный электрический топливо сохраняет больше энергии внутри газа. Для движения вперед, мы хотим, что энергия должна идти на ускорение газа. Мы не хотим вложил много сил в эти внутренние режимы. Да, он делает очень горячего газа, но мы хотим, чтобы высокая-скорость газа.
«Это один из минусов, чтобы использовать его, — хранить больше энергии в этих режимах снижает эффективность. Что это исследование показало, что причиной является принципиально из-за термохимия материал — состав атомов и молекул в высокопроизводительный электрический пропеллента и как они реагируют на сильную жару и при высоких температурах».
Сказал рови хотел информацию из этой работы могут быть применены для других твердотопливных приложений, таких как пиротехника или лазерной абляции.
«Является ли это абляция-кормили импульсный плазменный двигатель, лазерный аблирующей поверхности, или другой метод осаждения энергии, мы просто изучаем, как этот материал ведет себя при разных температурах … как его изменения химического состава.»
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!