A Study on Combustion Characteristic with Mass Flux of Solid fuel in Single Port Hybrid Rocket

Single Port 하이브리드 로켓에서의 고체연료 질량유속을 고려한 연소특성 연구

In general, combustion characteristic of hybrid propulsion was shown with the regression rate depending on only massflow rate of oxidizer But this empirical relation was not represented well effect of the thermo-chemical properties of solid fuel. So, in this study, the combustion characteristics was studied with the mass transfer number(B number) of solid fuel instead of regression rate with various fuel. The PMMA, PP, and PE were used as fuel, and gas oxygen as oxidizer in this experiment. The mass flowrate of gas oxigen was controlled by the several chocked orifices that have different diameter, and the oxidizer supply range was $3.66\sim45.3g/sec$. As result, the empirical relation for mass flux of solid fuel was obtained with mass transfer number, and mass flux of oxidizer as follow; $\dot{m}^{'}_f\;=\;0.0175G^{0.55}B^{0.4}$.

일반적인 하이브리드 추진의 연소특성은 산화제 질량유량에만 의존하는 후퇴율로 표현하지만, 이러한 실험식은 하이브리드 고체연료의 열 화학적 특성에 따른 영향을 잘 나타내지 못한다. 따라서 본 연구에서는 여러종류의 연료를 사용하여 연소특성을 후퇴율 대신 고체연료의 물질전달 수(B number)로 고찰하였다. 본 실험에서는 연료로 PMMA, PP, PE를 사용하였고, 산화제로 가스 산소를 사용하였다. 가스 산소의 유량은 직경이 다른 여러개의 쵸킹 오리피스로 제어했고, 산화제 공급 범위는 $3.66\sim45.3g/sec$ 이었다. 결과적으로 고체연료의 질량유속에 대한 실험식은 물질전달 수와 산화제의 질량유속으로 얻어지며, 실험식은 다음과 같다; $\dot{m}^{"}_f\;=\;0.0175G^{0.55}B^{0.4}$.