مدلسازی و شبیه سازی محفظه احتراق موتور راکت پیشرانه مایع بر پایه دی نیتروژن اکسید و اتانول

در این مطالعه روی شبیه سازی محفظه احتراق یک موتور پیشران مایع بر پایه اجزاء سوخت و اکسیدکننده نظیر اتانول و دی نیتروژن اکسید در نقش یک پیشرانه سبز تمرکز شده است. دلیل انتخاب مزبور؛ ایمنی ترکیب پیشرانه و عملکرد مناسب آن در کنار ملاحظات زیست محیطی و عدم سمّیت گازهای احتراقی می باشد. اتانول یک سوخت تمیز سوز و تجددپذیر است که پتانسیل استفاده به عنوان سوختی مدرن با نگاه پیشرانه سبز را دارد. دی نیتروژن اکسید نیز در نقش یک اکسیدکننده، پتانسیل استفاده در هر دو دسته موتورهای راکت هیبریدی و مایع را دارا می باشد. ارزیابی خواص و کارایی احتراق پیشرانه مایع بر پایه دی نیتروژن اکسید و اتانول در یک محفظه احتراق، همراه با تحلیل های مناسب عددی از اهمیت ویژهای برخوردار است. در این مطالعه، پارامترهای مؤثّر در احتراق معرفی و اثر هریک از آنها در عملکرد پیشرانه گزارش شده است. همچنین به موجب اهمیت مزبور، مدل های توصیف کننده خصوصیات محفظه احتراق بررسی شده و مدل بهینه به کمک تحلیل عددی با بهره گیری از معادلات حاکم مانند معادلات بقای مومنتوم، جرم و حرارت و موازنه اجزاء به دست آمده است. سپس پیرو اقامه مدل های عددی، با استفاده از محیط نرم افزاری متلب محاسبات مربوط به محفظه احتراق صورت و متعاقباً نتایج شبیه سازی مبتنی بر ویژگی های ترموفیزیکی و خواص عملکردی پیشرانه مورد ارزیابی قرار گرفته است. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج تجربی فعّالیّت های مشابه دیگر محقّقان مطابقت خوبی را نشان می دهد که نمایانگر دقّت خوب مدل در پیش بینی رفتار احتراقی اجزاء سوخت و اکسیدکننده در محفظه احتراق است.

Keywords:

پیشرانه مایع , محفظه احتراق , شبیهسازی , خصوصیات عملکردی , کد محاسباتی