Etude numérique et paramétrique de la combustion de particules d'aluminium

Authors

  • T. Basse,

    1. I.U.S.T.I./S.E.T.T., Equipe Ecoulements Diphasiques et Réactifi, Technopǒle de Chǎteau-Gombert, 5, rue Enrico Fermi, 13453 Marseille Cedex 13, France
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  • E. Daniel,

    1. I.U.S.T.I./S.E.T.T., Equipe Ecoulements Diphasiques et Réactifi, Technopǒle de Chǎteau-Gombert, 5, rue Enrico Fermi, 13453 Marseille Cedex 13, France
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  • J. C. Loraud

    Corresponding author
    1. I.U.S.T.I./S.E.T.T., Equipe Ecoulements Diphasiques et Réactifi, Technopǒle de Chǎteau-Gombert, 5, rue Enrico Fermi, 13453 Marseille Cedex 13, France
    • I.U.S.T.I./S.E.T.T., Equipe Ecoulements Diphasiques et Réactifi, Technopǒle de Chǎteau-Gombert, 5, rue Enrico Fermi, 13453 Marseille Cedex 13, France
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Abstract

Dans le but de prendre en compte la réactivité des particules d'aluminium issues de la combustion des pains de prop ergol solide qui sont placés dans les lanceurs spatiaux, plusieurs modèles numériques ont été éprouvés. Notre choix s'est rapidement porté sur le modèle de Law puisqu'il permet de transiter continǔment d'une goutte d'aluminium à une goutte d'oxyde et de connaǐtre la taille du residu en fin de combustion ceci pouvant expliquer les dépǒts importants observés dans les moteurs fusée. En vue d'y étudiér les couplages écoulement / combustion, la combustion de gouttes d'aluminium a été largement analysée au travers de calculs 0D mettant en évidence les principaux rouages du processus de combustion.

Abstract

Several numerical models have been investigated to study the reactivity of aluminium particles coming from the combustion of solid propellants in spatial launchers. The Law model has been rapidly selected as it yields a continuous model from an aluminium drop to an oxide drop. The model also gives the residue size at the end of the combustion process. This could explain the scaling observed in the rocket engines. In order to study the coupling between the flow and the combustion, the combusion of aluminium drops has been widely analyzed with 0D computation. The main mechanisms of the combustion process have been identified.

Ancillary