New analytical model for hybrid rocket diffusion flames

A new analytical model for the hybrid rocket diffusive flame is presented. The corresponding numerical simulation follows. The research starts from the experimental evidence of a dependence of the solid fuel regression rate on the chamber total pressure. Thus the need to create a model that could account for these coupling effects. The discussion is primarily placed in a theoretical framework, nevertheless the experimental context has a key role in understanding the found trends. The model investigates how pressure (mainly through the presence of oxygen below the flame zone) may affect the rate of regression of the solid fuel, and proposes an analysis at the basis of a new combustion model for the hybrid rocket.

Si presenta un nuovo modello analitico, con la rispettiva soluzione numerica, per lo studio della fiamma macroscopicamente diffusiva che si stabilisce all'interno dello strato limite fluidodinamico di un endoreattore ibrido. La ricerca parte dall'evidenza sperimentale di un legame tra la variazione della pressione in camera e la velocita' di regressione del combustibile solido. Da qui la necessita' di creare un modello che possa tener conto di tali e effetti di accoppiamento. La presente trattazione si colloca quindi in un contesto di ricerca sia, ed in gran parte, teorica che sperimentale, volta ad indagare come la pressione (maggiormente attraverso la presenza di ossigeno al di sotto della zona di fiamma) possa influire sulla velocità di regressione del combustibile solido, e propone quindi uno studio e un'analisi alla base di un nuovo modello di combustione per gli endoreattori ibridi.