Tez detayları

Investigating the dominant factors regarding ignition transient in the design procedure of the nozzle of a pyrogen igniter = Pirojen ateşleyici nozulu tasarımı sürecinde ateşleme geçişi açısından baskın olan etmenlerin araştırılması

Yazarlar:

Yeşilyurt, Yavuz

Yayıncı:

Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar:

Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi:

Tezler

Program Tipi:

Yüksek Lisans

Yayın Tarihi:

12/2018

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000304211

Anahtar sözcükler:

Makina Mühendisliği

Özet

In a standard solid rocket motor (SRM) system, the propellant of the SRM is generally ignited by a pyrotechnic device (which is much smaller in size compared to SRM itself). However, grand systems like solid propellant Space Propulsion Systems need more mass flow rate in a very short time duration to be ignited, which is not easy task for a pyrotechnic igniter. The solution for this issue is utilizing pyrogen igniter in the SRM system, which is both a small-scale SRM and an igniter. Here ignition transient becomes a very important design subject, because an extra element is added to the ignition train of the SRM system when a pyrogen igniter is used. In this thesis work, the nozzle design of pyrogen igniters is investigated and the most dominant factors that pressurize (therefore, accelerate ignition) the grand SRM propellant empty volume and shorten the ignition transient duration are determined by a design of experiment (DOE) procedure. The series of test case simulations is made by a `Fully Coupled Compressible Solver for Turbulent Perfect Gas Flows`, which is designed to solve closed volume problems like shock tube interactions, in a systematic and comparable manner. Before starting DOE procedure, the solver is validated by a test case having an exact solution. The importance and junction of parameters that should be considered in nozzle design of pyrogen igniters are discussed in the end of the thesis work.

Standart katı yakıtlı roket motorlarında (KYRM), motor yakıtı genellikle motorun kendisine göre çok küçük boyutta olan piroteknik aygıtlar tarafından ateşlenir. Katı yakıtlı Uzay Sevk Sistemleri gibi büyük sistemlerinin ateşlenebilmesi için ise çok kısa süre içinde piroteknik ateşleyicinin sağlayabileceğinden çok daha fazla kütle debisine ihtiyaç bulunmaktadır. Bu problemin çözüm için KYRM sistemlerinde hem küçük boyutlu bir motor hem de ateşleyici görevi gören Pirojen Ateşleyici kullanılır. Bu noktada ateşleme geçişi çok önemli bir tasarım konusu haline gelir çünkü KYRM sisteminde pirojen ateşleyici kullanıldığı zaman ateşleme zinicirine ek bir eleman eklenmiş olur. Bu tez çalışması kapsamında, pirojen ateşleyicilerin nozul tasarımları üzerinde durulmuş olup, büyük KYRM yakıt boş iç hacmini basınçlandırmada (ve sonucunda ateşlemeyi hızlandırmada) ve ateşleme geçişi süresini azaltmada en etkin olan etmenler, deney tasarımı metoduyla belirlenmiştir. Kapalı hacimlerde oluşan şok tüpü etkileşimleri gibi problemlerin çözümüne yönelik tasarlanan `Fully Coupled Compressible Solver for Turbulent Perfect Gas Flows` çözücüsü ile sistematik ve karşılaştırılabilir bir şekilde bir dizi test simülasyonu çözülmüştür. Deney tasarımı süreci öncesinde çözücü, kesin çözümü olan bir test örneği ile doğrulanmıştır. Nozul tasarımında önemli olan parametreler ve bu parametrelerin tasarıma katılması, tez çalışmasının sonucunda ele alınmıştır.

Tez detayları

Investigating the dominant factors regarding ignition transient in the design procedure of the nozzle of a pyrogen igniter = Pirojen ateşleyici nozulu tasarımı sürecinde ateşleme geçişi açısından baskın olan etmenlerin araştırılması

Yazarlar: Yeşilyurt, Yavuz

Yayıncı: Orta Doğu Teknik Üniversitesi

Ana Başlıklar: Mühendislik ve uygulamalı operasyonlar

Belge Tipi: Tezler

Program Tipi: Yüksek Lisans

Yayın Tarihi: 12/2018

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000304211