مطالعه عددی خنک کاری فیلمی در یک رانشگر فضایی
عنوان مقاله: مطالعه عددی خنک کاری فیلمی در یک رانشگر فضایی
شناسه ملی مقاله: JR_JFNC-13-2_001
منتشر شده در در سال 1399
شناسه ملی مقاله: JR_JFNC-13-2_001
منتشر شده در در سال 1399
مشخصات نویسندگان مقاله:
امیر مردانی - هیات علمی/دانشگاه صنعتی شریف دانشکده مهندسی هوافضا
امیر آقابیگی - دانشجوی دکتری، مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف،
محمدرضا معدنی - دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف،
علیرضا رمضانی - کارشناس ارشد، پژوهشکده سامانه های حمل ونقل فضایی، پژوهشگاه فضایی
خلاصه مقاله:
امیر مردانی - هیات علمی/دانشگاه صنعتی شریف دانشکده مهندسی هوافضا
امیر آقابیگی - دانشجوی دکتری، مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف،
محمدرضا معدنی - دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف،
علیرضا رمضانی - کارشناس ارشد، پژوهشکده سامانه های حمل ونقل فضایی، پژوهشگاه فضایی
در این مقاله، به بررسی مدل سازی خنک کاری فیلمی یک موتور رانشگر فضایی ۱۰ نیوتنی برای دو حالت پروفیل دمایی پیشفرض دیواره و نیز لحاظ انتقال حرارت در داخل دیواره پرداخته شده است. مطالعه برای چهار نوع مدل فیلم گاز غیرواکنشی، فیلم گاز واکنشی، فیلم مایع غیرواکنشی و فیلم مایع واکنشی انجام شده است. برای مدل سازی واکنش های شیمیایی، مکانیزم شیمیایی برای مونو متیل هیدرازین و نیتروژن تتروکسید گردآوری و کاهش داده شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که مکانیزم توسعه دادهشده با ۴۳ گونه شیمیایی و ۱۷۴ واکنش شیمیایی قابلیت مدل سازی تجزیه مونو متیل هیدرازین در لایه مرزی خنک شونده را دارد و دمایی با دقت ۵ درصد در مقایسه با سایر مراجع برای احتراق مونو متیل هیدرازین و نیتروژن تتروکسید پیش بینی می کند. برای مدل سازی جریان خنک کننده، در دو حالت مدل سازی فیلم گازی و فیلم مایع، لایه سوخت گازی در دمای تبخیر مربوط به فشار محفظه و یا جریان قطرات سوخت در دبی های گوناگون به سطح تزریق شده و پارامترهای انتقال حرارت به دیواره گزارش شده اند. بر روی دبی خنک کن مطالعه پارامتریک صورت گرفته و اثر آن بر خنک کاری بررسی شده است و پروفیل شار گرمایی محاسبه شده با پروفیل شار گرمایی حاصل از روابط تحلیلی مقایسه شده است. نتایج حاکی از آن است که برای خنک کاری در کامل ترین حالت مدل سازی (فیلم مایع واکنش دهنده) با تزریق ۱۰% سوخت به عنوان خنک کن، شار گلوگاه در حدود ۲۵% و با تزریق ۲۰% سوخت، در حدود ۴۸% قابل کاهش است. همچنین، نتایج نشان می دهد که برای حالتی که انتقال حرارت در ضخامت دیواره لحاظ شود، تزریق حدود ۲۰% سوخت نتیجه نزدیکی را به منحنی دمای تجربی دیواره به دست می دهد.
کلمات کلیدی: خنک کاری, جریان دوفازی, فیلم خنک کن مایع, هایپرگولیک, رانشگرهای فضایی
صفحه اختصاصی مقاله و دریافت فایل کامل: https://civilica.com/doc/1386455/