Analysis of the Burning Rate of Solid Propellant Accounting for the Evaporation on the Surface

표면 증발을 고려한 고체추진제의 연소율 해석

The burning rate of solid propellant is one of the key parameter associated with the dynamic characteristics of combustion and the combustion performances. In the AP propellants, the evaporation on the reacting surface as well as the decomposition of the propellant is of great importance in determining the overall burning rate. In this study, a theoretical analysis was conducted to obtain the expression for burning rate in the steady state combustion with the energy and species equations in the condensed phase when the radiative heat flux partially contributes to the total heat transfer to the propellant surface.

고체 추진제의 연소율(burning rate)은 연소의 동적 거동과 추진제의 성능을 판단할 수 있는 중요한 변수이다. 특히 AP계의 고체추진제 표면에서는 발열반응인 분해반응(decomposition) 이외에도 기체로 증발되는 증발반응(evaporation or sublimation)이 존재하므로 이를 고려한 연소 반응율의 해석은 매우 중요한 의미를 갖는다. 본 연구에서는 분해반응과 증발반응이 존재하며 외부로부터 고체추진제 표면으로 입사하는 복사열전달이 있는 경우, 응축영역에서 에너지 방정식과 화학 종 보존식을 사용하여 정상상태의 연소반응율에 관한 이론 해석을 수행하였다.