Étude théorique de la combustion de gouttes d’ergols dans une chambre de combustion de propulseur-fusée

Résumé

Cette communication a pour objet l’étude théorique de l’influence de divers facteurs sur l’évolution de la combustion d’un propergol dans une chambre de combustion de propulseur-fusée.

Nous avons fait varier l’injection d’une part, c’est-à-dire les caractéristiques de pulvérisation et de mélange, ainsi que la circulation des gaz brûlés autour de l’injecteur; d’autre part nous avons étudié l’influence du délai de réaction chimique.

Le phénomène d’autopulvérisation pneumatique des gouttes est mis en évidence: une conséquence en est l’intérêt des foyers de faible diamètre. Une conséquence de cette étude est d’apporter une limitation assez restrictive à l’utilité du concept usuel de longueur caractéristique. — Une confrontation succincte avec quelques résultats expérimentaux tente de justifier les hypothèses simplificatrices utilisées dans le calcul.

Zusammenfassung

Gegenstand dieser Mitteilung ist das theoretische Studium des Einflusses verschiedener Faktoren auf die Entwicklung der Verbrennung eines Treibstoffes in einer Raketenbrennkammer.

Die Verfasser versuchten einerseits die Einspritzung zu ändern, d. h. die Charakteristika der Zerstäubung und Mischung, ebenso wie die Zirkulation der verbrannten Gase in der Umgebung des Einspritzsystems; andererseits wurde der Einfluß einer Verzögerung der chemischen Reaktion studiert.

Die Erscheinung der pneumatischen Selbstzerstäubung der Treibstofftropfen wird deutlich gemacht. Eine Folge davon ist das Interesse an Brennkammern von geringem Durchmesser. Aus dem Studium dieser Verhältnisse folgt die nur beschränkte Brauchbarkeit des gewohnten Begriffes der charakteristischen Brennkammerlänge. — Eine gedrängte Gegenüberstellung mit experimentellen Ergebnissen versucht die in den vorliegenden Berechnungen benützten vereinfachenden Hypothesen zu rechtfertigen.

Abstract

The purpose of this contribution is to theoretically study the influence of various factors on the process of propellant combustion in a rocket combustion chamber.

On the one hand injection characteristics have been varied, that is atomization and mixing as well as the circulation of burning gases around the injector. On the other hand the influence of a delay in chemical reaction has been studied.

The phenomenon of pneumatic self-atomizing of droplets is evident: a consequence of it is the interest in small diameter chambers. Following from this study a fairly restrictive limitation is adduced for the utility of the usual concept of characteristic length. — A brief comparison with several experimental results tends to justify the simplifying hypotheses used in the calculation.

Limitations du concept de longueur caractéristique.

Sous-Lieutenant.