شناسایی رفتار حرارتی هیدروژن در رژیم گذربحرانی درون کانالی دایروی تحت شار حرارتی نامتقارن

در موتورهای جت با خنککاری بازیابی، اطلاع از رفتار حرارتی سیال خنککننده درون مسیرهای خنککاری برای بهبود طراحی و عملکرد موتورها از اهمیت فوقالعادهای برخوردار است. بدلیل پدیدههای خاصی که در این محیطها روی میدهد، مانند گرادیان دمای بالا در دیواره، عدد رینولدز بسیار بالا و هندسه سهبعدی مسیرها، سیال خنککننده از رژیم گذربحرانی عبور کرده و رژیم فرابحرانی خواهد رسید. در تحقیق حاضر با هدف شناسایی و توسعه شبیهسازی رفتار حرارتی سیالات خنککنندهدرون موتورهای راکتی، جریان خنککنندهی هیدروژنی در رژیم گذربحرانی درون کانالی دایروی تحت شار حرارتی نامتقارن مورد بررسی قرار گرفتهاست. در این تحقیق، معادلات حالت گاز واقعی و روابط خواص انتقالمعتبر در رژیمهای گذربحرانی و فرابحرانی، بررسی و دستهبندی شدهاند. همچنین، بدلیل اهمیت اتفاقات نزدیک دیواره درون کانالهای خنککاری، دقت مدلهای آشفتگی اسپالارت-آلمارس و خانواده با یکدیگر مقایسه و نتایج عددی با نتایج تجربی اعتبارسنجی شدهاند.در کانالهای خنککاری با شارهای حرارتی بالا، انتقال حرارت از دیواره به سیال خنککننده در نواحی دچار افت شده و دمای دیواره افزایش خواهد یافت. از دیگر دستاوردهای این تحقیق، شناسایی محدوده-ی رژیم گذربحرانی از طریق بررسی رفتار ظرفیت گرمایی و محدودهی افت انتقال حرارت از طریق بررسی رفتار ضریب هدایت حرارتی و لزجت مولکولی میباشد. همچنین، تاثیر افزایش دبی جرمی سیال هیدروژنی بر رژیم گذربحرانی و پدیدهی افت انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته-است.