Grão Livre

O grão livre apresenta uma área de queima teoricamente constante, já que as regressões do raio externo e interno se dão na mesma velocidade e as extremidades são inibidas. No Grão Livre a única restrição geométrica do grão é o raio externo, este tem um valor máximo limitado pelo tamanho de seu ignitor. Se usar uma área de passagem duas vezes maior que a área da garganta como sugerido e dividir-se essa área de passagem igualmente entre o núcleo e a área de passagem externa seria obtido um raio externo muito próximo da parede do forro, seria difícil iniciar a combustão na parte externa do grão. Geralmente, apenas a área de passagem externa já representa espaço suficiente para se evitar a queima erosiva. A geometria e as principais dimensões de um grão tipo livre são mostradas na Figura 28.

Figura 25 - Geometria de um grão do tipo Livre

Portanto o raio externo deve ser definido antes, seguido da complementação da área de passagem pela área do núcleo, se necessário. Portanto, área de Passagem é dada por:

Sendo r_i,tubo o raio interno da câmara, r_e o raio externo do grão livre, limitado pelo raio interno da câmara e pela espessura do ignitor e r_i o raio do núcleo. As demais características geométricas do grão livre são listadas a seguir. 

Área de Combustão:

Espessura do grão:

Volume: