Підвищення точності перерахунку витрат модельного газу (Ar) у витрати ксенону при використані капілярних дроселів в системах подачі робочої речовини ЕРДУ
DOI:
https://doi.org/10.15407/knit2023.05.051Ключові слова:
електрична ракетна двигунна установка, капілярний дросель, ксенонова система подачі робочої речовини, модельний газ, перерахунок масових витрат робочої речовини, робочий газАнотація
Запропоновано удосконалення методики перерахунку масової витрати модельного газу (Ar) до масової витрати робочого газу (Xe) у капілярних трубках. Отримано результати експериментальної перевірки відомої методики перерахунку масових витрат модельного газу (Ar), яка базується на законі Пуазейля для ламінарної течії з точністю від -21 до 30%, у масові витрати робочого газу – ксенону, який використовується в електричних ракетних двигунних установках. На основі проведених експериментальних досліджень було запропоновано в існуючу методику перерахунку витрат ввести поправочний коефіцієнт, який залежить від внутрішнього діаметру капіляру. Введення поправочного коефіцієнту дозволило суттєво зменшити похибку перерахунку значень масових витрат аргону у масові витрати ксенону до ± 4%. Підвищення точності перерахунку дозволяє широке використання модельного газу - аргону при підборі капілярних дроселів для систем подачі робочої речовини електричних ракетних двигунних установок малої та середньої потужності та при випробуваннях систем подачі робочої речовини на різних етапах розробки та відпрацювання.
Посилання
Sanin F. P., Dzhur Ye. O., Kuchma L. D., Najd'onov V. A. (1995). Hermetychnist' u raketno-kosmichnij tekhnitsi. Pidruchnyk. Dnipropetrovs'k: Edition DDU, 168 p. [in Ukrainian].
Alicat Scientific. Correcting flow data after choosing the wrong gas in Gas Select™ (2023).
URL: https://www.alicat.com/using-your-alicat/how-to-correct-flow-data-after-. (Last accessed: 09.01.2023).
Bronkhorst High-Tech B. V. About Fluidat® on the net v1.85.
URL: https://www.fluidat.com/default.asp (Last accessed: 09.01.2023).
Brooks Instrument. Gas Correction Factors. URL: https://www.brooksinstrument.com/en/resources /sizing-tools (Last accessed: 09.01.2023).
Chang-Bin Guan, Yan Shen, Zhao-Pu Yao, Zhao-Li Wang, Mei-Jie Zhang, Ke Nan, Huan-Huan Hui (2019). Design, Simulation, and Experiment of an LTCC-Based Xenon Micro Flow Control Device for an Electric Propulsion System. Processes MDPI, 7, 862.
https://doi.org/10.3390/pr7110862
Hardy J. E., Hylton J. O., McKnight T. E. (1999). Empirical correlations for thermal flowmeters covering a wide range of thermal-physical properties. Nat. Conf. Standards Labs (NCSL).
Jackson J., Cassady J., Allen M., Myers R., Tofil T., Herman D., Pencil E. (2018). Development of High Power Hall Thruster Systems to Enable the NASA Exploration. 6th Int. Conf. Space Propulsion, SP2018_00429.
Jeongjae Lee, Deok Hyeon Kim, Jae Cheong Lee, Sangyoung So, Younho Kim, Youngwook Sirl, Miso Son, Dong yeol Shin, Hosung Yoon (2022). Development of Compact Xenon Feeding Unit for 100W Class Hall Effect Propulsion System. 8th Int. Conf. Space Propulsion, SP2022_069.
Kinefuchi K., Cho S., Tsukizaki R. (2020). Characterization of a Capillary Flow Controller. J. propulsion and power. https://doi.org/10.2514/1.B37726
https://doi.org/10.2514/1.B37726
Lee D., Kim H., Lee S., Doh G., Choe W. (2019). Development and Performance Test of a 50 W-class Hall Thruster. 36th Int. Electric Propulsion Conf., IEPC-2019-599.
Lev D., Eytan R., Alon G., Warshavsky A., Appel L., Kapulkin A., Rubanovych M. (2016). The Development of CAM200 - Low Power Hall Thruster. Trans. Jap. Soc. Aeronautical and Space Sci. Aerospace Technology Jap., 14, № ists30, Pb_217-Pb_223.
https://doi.org/10.2322/tastj.14.Pb_217
Petrenko O., Voronovskyi D., Yurkov B., Tolok S., Kulagin S. (2021). Hall Thruster ST-25 Developed by Space Electric Thruster Systems (SETS). 7th Int. Conf. Space Propulsion, SP2020_00266.
Potrivitu G.-C., Sun Y., Rohaizat M. W. A. B., Cherkun O., Xu L., Huang S., Xu S. (2020). Review of Low-Power Electric Propulsion Research at the Space Propulsion Centre Singapore. Aerospace MDPI, 7, № 6, 67.
https://doi.org/10.3390/aerospace7060067
Sashi Kumar GN, Mahendra AK, Gouthaman G. (2012). Understanding the Compatibility of Thermal Mass Flow Meter with Various Process Gases. J. Chemical Engineering & Process Technology, S1:002.
https://doi.org/10.4172/2157-7048.S1-002
Stanford Research Systems. Gas Correction Factors for Bayard-Alpert Ionization Gauges.
URL: https://www.thinksrs.com/downloads/pdfs/applicationnotes/IG1BAgasapp.pdf (Last accessed: 09.01.2023).
Younho Kim, Seongmin Kang, Yunhwang Jeong, Jongho Seon, Junghyun wee, Hoseong Yoon, Jongsub Lee, Mihui Seo, Wonho Choi (2009). Development of Xenon feed system for a 300-W Hall-Thruster. 31st Int. Electric Propulsion Conf., IEPC-2009-061.
Yurkov B., Petrenko O., Voronovsky D., Troyan A. (2021). Test Results of a High-Speed Solenoid Valve for the Electric Propulsion Feed System. Visnyk DNU, 29, Vup. 24, 72-80.
