بررسی پارامترهای موثر در بهینه سازی و طراحی کانال های مستطیلی خنک سازی موتورهای اسکرمجت با استفاده از آنالیز حساسیت

پیشرفت فناوری های هوایی و فضایی، به ویژه در زمینه پروازهای هایپرسونیک، منجر به توسعه موتورهای اسکرمجت شده است که بازدهی و عملکرد بهتری نسبت به روش های سنتی دارند. با این حال، یکی از چالش های اصلی این موتورها، مدیریت گرمای تولیدشده در سرعت های بالا است. روش های خنک کاری مختلفی برای کاهش دمای دیواره های داخلی اسکرمجت ها بررسی شده اند که از جمله آن ها می توان به خنک کاری تابشی، فیلمی و بازسیرانه اشاره کرد. در این میان، خنک کاری بازسیرانه مبتنی بر سوخت های هیدروکربنی گرماگیر، به دلیل تاثیر هم زمان بر خنک کاری و عملکرد احتراقی، از کارایی باالتری برخوردار است. در این پژوهش، با استفاده از روش طراحی آزمایش ها، تاثیر پارامترهای هندسی شامل دبی جرمی، نسبت ابعاد کانال و ضخامت دیواره بر عملکرد سیستم خنک کاری موتورهای اسکرمجت بررسی شده است. تحلیل حساسیت سوبول به کار گرفته شد تا میزان اثرگذاری این متغیرها بر بازده حرارتی و شاخص عملکرد چاه گرماشیمیایی مشخص شود. نتایج نشان داد که دبی جرمی با تاثیر، مهم ترین پارامتر تاثیرگذار بر بازده حرارتی بوده و با افزایش مقدار آن، بازدهی کاهش یافته اما شاخص عملکرد افزایش می یابد. نسبت ابعاد کانال نیز با تاثیر ۳۰ درصدی، تاثیرقابل توجهی بر افت فشار و توزیع حرارت در دیواره های داخلی داشته و افزایش آن موجب کاهش راندمان حرارتی شده است. در مقابل، ضخامت دیواره با ۱۰ درصد تاثیر، کمترین تاثیر را بر عملکرد کلی سیستم داشته است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که برای بهینه سازی عملکرد خنک کاری موتورهای اسکرمجت، باید تمرکز ویژه ای بر کنترل دبی جرمی سوخت داشت. همچنین، پیشنهاد می شود که در تحقیقات آینده، تاثیرات متقابل پارامترها با استفاده از روش تحلیل حساسیت سوبول مورد بررسی بیشتری قرار گیرد تا طراحی بهینه تری برای سیستم های خنک کاری ارائه شود.

بررسی پارامترهای موثر در بهینه سازی و طراحی کانال های مستطیلی خنک سازی موتورهای اسکرمجت با استفاده از آنالیز حساسیت Keywords:

اسکرمجت , خنک کاری بازسیرانه , طراحی آزمایش , تحلیل حساسیت , بازده حرارتی