مطالعه عددی عملکرد بستر کاتالیستی یک رانشگر تک‎مولفه‎‌ای تحت تأثیر ضریب تخلخل بستر

نویسندگان

1 استادیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوری

2 پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

3 فارغ التحصیل کارشناسی ارشد پژوهشگاه هوافضا

doi
10.22060/mej.2022.20741.7305
چکیده

در رانشگرهای تک‎مؤلفه‌ای هیدرازینی، هیدرازین پس از عبور از بستر کاتالیستی طی یک واکنش گرمازا به محصولات داغ گازی تجزیه می‎شود. در این مقاله، محفظه تجزیه یک رانشگر تک مولفه‌ای هیدرازینی، در مقیـاس دانه های تشکیل دهنده بستر، بصورت عددی مدل شده است و اثر پارامتر ضریب تخلخل بستر کاتالیستی که مهمترین پارامتر تاثیرگذار بر عملکرد محفظه تجزیه است، مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه‌سازی‌ها بصورت دوبعدی متقارن محوری با لحاظ جریان پایا و در فاز گاز صورت گرفته است و دانه ‏های کاتالیست با قطر متوسط 1 میلی‌متر در سه ضریب تخلخل متفاوت 0/4، 0/55،0/65 در نظر گرفته شده اند و فشار ورودی محفظه تجزیه نیز 15 بار در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد که ضریب تخلخل تأثیر بسیار قابل توجه بر عملکرد بستر داشته به طوریکه با کاهش ضریب تخلخل، سطح تماس مؤثر برای انجام واکنش‌های شیمیایی افزایش می‌یابد که این موضوع، منجر به افزایش تجزیه هیدرازین شده، و سبب بهبود عملکرد بستر کاتالیستی خواهد شد. همچنین با کاهش این ضریب، دمای بستر و دمای دیواره بیرونی افزایش و دبی جرمی عبوری کاهش می‌یابد. کاهش ضریب تخلخل بستر از0/65 تا 0/4، سبب حدود 40% افت فشار بستر نسبت به فشار ورودی اولیه و همچنین حدود 40% کاهش در دبی جرمی عبوری از بستر می‎گردد. بنابراین بررسی این پارامتر می‌تواند کمک شایانی به محققین در تعیین و بهینه سازی راندمان محفظه تجزیه بنماید.