بررسی عددی تأثیر مشخصات پاشنده‌های گازی بر ایمپالس ویژه، تراست و فشار محفظه یک راکت هیبریدی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران

2 استادیار، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران

doi
چکیده

برای پوشش ضعف سامانه‌های هیبریدی در پایین‌بودن نرخ پسرفت ناشی از احتراق پیشرانه غنی از سوخت (جامد) پارافینی از اکسیدکننده دی نیتروژن اکسید استفاده می‌شود. در این پژوهش میدان حل متمرکز بر یک محفظه احتراق منضم به یک ناحیة محیطی در انتها گنجانده شده است. یک شبیه‌سازی سه‌بعدی حالت پایدار با رویکرد ناویراستوکس با میانگین رینولدز (RANS) و بهره‌گیری از مدل آشفتگی κ-ε استاندارد همراه با مدل اتلاف گردابی (EDM) به‌منظور اندر‌کنش شیمی –آشفتگی (TCI) استفاده می‌شود. شبکه‌بندی از نوع منظم و ثابت برای جریان اکسیدکننده و سوخت در فاز گازی در نظر گرفته می‌شود. نتایج شبیه‌سازی با داده‌های تجربی اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان می‌دهد با افزایش 71/35 درصد قطر پاشنده‌ها و افزایش 76/27 درصد نسبت O/F در شبیه‌سازی سه‌بعدی میانگین فشار محفظه احتراق 61/37 درصد، میانگین تراست 46/51 درصد و میانگین ایمپالس ویژه 41/19 درصد ‌افزایش‌یافته است. سایر نتایج حاصل از شبیه‌سازی موتور مزبور امیدوارکننده بوده و بررسی عددی اثر تعداد آرایش قرارگیری و قطر روزنه در پاشنده اکسیدکننده (دی نیتروژن اکسید)، درصد جرمی سوخت و نسبت O/F، روی کمیت فشار محفظه و تراست راکت هیبریدی مقایسه شده است.