Gas dynamics aspects of nanoaluminum use for high energy systems | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2014. № 2 (28).

Gas dynamics aspects of nanoaluminum use for high energy systems

In the paper, based on mathematical modeling of the two-phase flow in high energy systems, the gas-dynamic two-phase flow pattern and levels of losses of specific impulse for the biphasity has been analyzed depending on the particle size distribution function at the nozzle inlet. The function was specified using experimental information on the combustion of the studied compositions with partial replacement of the dispersed aluminum by nanodispersed aluminum. The calculations were performed under different conditions (pressure in the combustion chamber, weight fraction of condensate, and minimum diameter of the nozzle) in the quasi-one-dimensional and axisymmetric approximations and taking into account coagulation, crushing, and rotation of the condensate particles. To describe the processes of coagulation, the model of "tagged" particles and polydisperse fragment model was used. It is shown that the flow pattern and the level of loss in the specific impulse for biphasity are different in the cases of two-modal and one-modal particle size distribution functions at the nozzle inlet. The processes of coagulation for the two-modal function occur more rapidly, and the level of two-phase losses upon varying the proportion of nanodispersed aluminum, all other things being equal, remains almost at the same level.

Download file
Counter downloads: 409

Keywords

газовая динамика, двухфазное течение, наноалюминий, коагуляция, дробление, двухфазные потери, gas dynamics, two-phase flow, nanoaluminum, coagulation, fragmentation of particles, loss of two-phase specific impulse

Authors

NameOrganizationE-mail
Vorozhtsov Alexander BorisovichTomsk State Universityabv@mail.tomsknet.ru
Glazunov Anatoly AlekseevichTomsk State Universitygla@niipmm.tsu.ru
DeLuca LMigi T.Department of Aerospace Science and Technology, Milan, Italyluigi.deluca@polimi.it
Kuvshinov Evgeny NikolaevichTomsk State Universitykvshn@niipmm.tsu.ru
Eremin Ivan VladimirovichTomsk State Universityiveremin@niipmm.tsu.ru
Tyryshkin Ilia MikhailovichTomsk State Universitytyryshkin@niipmm.tsu.ru
Fassina MarcoDepartment of Aerospace Science and Technology, Milan, Italyfassina.marco@gmail.com
Всего: 7

References

Глазунов А.А., Кувшинов Н.Е., Ткаченко А.С. Математическое моделирование двухфазных течений в эллиптических соплах Лаваля // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики. Томск, 2000. С. 105-106.
Глазунов А.А., Кувшинов Н.Е. Ткаченко А.С. Исследование трёхмерных двухфазных течений в соплах сложных форм // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики. Томск, 1998. С. 147-148.
Vasenin I.M., Narimanov R.K., Glazunov A., et al. Two-phase flows in the nozzles of solid rocket motors // J. Propulsion and Power. 1995. V. 11. No. 4. P. 583-592. doi: 10.2514/3.23884.
Стернин Л.Е. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. М.: Машиностроение, 1974. 212 с.
Стернин Л.Е., Маслов Б.Н., Шрайбер А.А., Подвысоцкий А.М. Двухфазные моно- и полидисперсные течения газа с частицами. М.: Машиностроение, 1980. 172 c.
Васенин И.М., Архипов В.А., Бутов В.Г. и др. Газовая динамика двухфазных течений в соплах. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1986. 262 с.
Рычков А.Д. Математическое моделирование газодинамических процессов в каналах и соплах. Новосибирск: Наука, 1988. 222 с.
Стернин Л.Е., Шрайбер А.А. Многофазные течения газа с частицами. М.: Машиностроение, 1994. 320 с.
Рынков А.Д., Шрайбер А.А. Осесимметричное полидисперсное двухфазное течение с коагуляцией и дроблением частиц при произвольном распределении осколков по массам и скоростям // МЖГ. 1985. № 3. С. 73-79.
Васенина Т.Н., Глазунов А.А. Двухфазное осесимметричное течение с учётом коагуляции, дробления и вращения частиц при произвольном распределении вторичных частиц по массам и скоростям // Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики. Томск, 19
 Gas dynamics aspects of nanoaluminum use for high energy systems | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2014. № 2 (28).

Gas dynamics aspects of nanoaluminum use for high energy systems | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2014. № 2 (28).

Download file