圆柱形金属杆的作用是形成特定的内部几何形状。在生物质粉末压实过程中，该杆充当位于组件正中心的负模芯。它的存在确保成品固体燃料颗粒包含精确的空心通道，技术上称为通道。
核心见解 该杆不仅仅是一个间隔件；它定义了推进系统的内部空气动力学。通过创建中央“通道”，它建立了氧化剂流动的基本路径，这是产生扩散火焰和在混合火箭中实现稳定燃烧的先决条件。
几何形状在推进中的作用
定义“通道”
使用金属杆的主要结果是形成通道。这是贯穿固体燃料颗粒整个长度的纵向空腔。
促进氧化剂流动
在混合火箭系统中，燃料是固体的，但氧化剂是流动的（液体或气体）。由杆产生的通道是该氧化剂在发动机中传输的关键路径。
增加表面积
通过创建内部腔而不是实心块，该杆显著增加了燃烧的可用表面积。这种几何形状允许氧化剂从内向外与燃料相互作用。
建立燃烧稳定性
实现扩散火焰
固体燃料表面（通道壁）与流动的氧化剂之间的相互作用会产生特定的燃烧区域。这被称为扩散火焰，它形成在流动的边界层内。
调节燃烧动力学
金属杆的精度确保了通道的均匀性。均匀的通道对于在运行期间保持恒定的内部压力和可预测的燃烧速率至关重要。
确保系统可靠性
没有杆产生的空腔，氧化剂将无法与燃料混合。因此，该杆是混合推进循环基本运行的赋能工具。
理解权衡
尺寸敏感性
金属杆的直径决定了初始通道直径（通道与喉部比）。如果杆的尺寸不正确，初始氧化剂通量可能过高或过低，可能导致点火失败或火焰熄灭。
制造精度
杆必须绝对同心地定位。压实过程中的任何偏差或倾斜都会导致通道偏心，从而导致燃烧不均匀，并可能对火箭结构产生危险的侧向载荷。
为您的目标做出正确选择
为了最大化燃料颗粒制造过程的有效性，请考虑以下关于杆插入件的因素：
- 如果您的主要关注点是燃烧效率：优先考虑金属杆的表面光洁度，以确保燃料通道的内壁光滑，减少可能干扰扩散火焰的流动湍流。
- 如果您的主要关注点是结构完整性：确保在压实过程中杆完全对齐，以防止壁厚不均，这可能导致燃料颗粒在燃烧过程中过早发生结构失效。
金属杆是将压缩生物质块转化为能够维持推力的功能性火箭燃料颗粒的决定性工具。
总结表：
| 组件 | 主要功能 | 对性能的影响 |
|---|---|---|
| 圆柱形杆 | 创建内部通道（空心通道） | 定义氧化剂流动路径和初始表面积 |
| 燃料通道 | 促进扩散火焰 | 实现稳定燃烧和调节燃烧动力学 |
| 同心度 | 确保壁厚均匀 | 防止结构失效和不均匀的侧向载荷 |
| 表面光洁度 | 最小化流动湍流 | 提高燃烧效率和流动稳定性 |
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参考文献
- Saleh B. Alsaidi, Mohamed Y.E. Selim. Combustion of Date Stone and Jojoba Solid Waste in a Hybrid Rocket-like Combustion Chamber. DOI: 10.3390/aerospace11030181
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
