Modelagem e simulação numérica da combustão distribuída em um motor de foguete sólido com propelente metalizado

Abstract

A utilização de nano partículas de alumínio é uma proposta que veem crescendo nos últimos tempos devido aos estudos que comprovam um aumento considerável de performance do propelente com a sua aplicação. Entretanto, o estudo dos mecanismos e detalhes da combustão deste tipo de partícula são relativamente novos e escassos em relação aos existentes para micro partículas. Foi feita uma revisão bibliográfica sobre os principais estudos e modelos dos mecanismos relacionados à combustão de partículas e quais são os fatores afetados com a diminuição das partículas de escala micrométrica para nanométrica. Com isto, foi definido um modelo numérico de combustão distribuída de motor sólido com nano alumínio, baseado em um modelo existente para micro alumínio, e considerando-se as diferenças nos processos físicos entre os dois casos. Simulações foram realizadas com duas distribuições de injeção de partículas diferentes e aplicando os respectivos modelos em cada, e seus resultados foram comparados. Os resultados da simulação com micro alumínio foram similares aos da referência e os da simulação com nano alumínio apresentaram a distinção esperada entre a combustão de micro e nano alumínio.