بررسی عددی اثر پیش خلاء سازی در زمان راهاندازی دیفیوزر خروجی گاز مافوق صوت در استند خلاء
نویسندگان
1 پژوهشکده سامانههای حمل و نقل فضایی پژوهشگاه فضایی ایران
2 پژوهشکده سامانههای حمل و نقل فضایی پژوهشگاه فضایی ایران
3 پژوهشکده سامانههای حمل و نقل فضایی پژوهشگاه فضایی ایران
doi
چکیده
در مقاله حاضر عملکرد یک دیفیوزر خروجی گاز مافوق صوت در زمان روشن شدن یک موتور فضایی در تست زمینی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور تحلیلهای عددی غیردائم جریان گازهای احتراقی در دیفیوزر مزبور با پروفیل فشار- زمان محفظه احتراق انجام شده است. فیزیک جریان در دیفیوزر و عملکرد آن در لحظه روشن شدن موتور در شرایط بدون پیش خلاءسازی و با پیش خلاءسازی بخشهایی از دیفیوزر و محفظه تست مورد بررسی قرار گرفتهاند. اثر پیش خلاءسازی در کاهش زمان راهاندازی دیفیوزر (زمان احراز شرایط خلاء در پیرامون نازل موتور) نشان داده شده است. در ادامه، اثر انتخاب ناحیه پیش خلاءسازی بر زمان راهاندازی دیفیوزر خروجی گازها با شبیهسازی عددی جریان مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج تحلیل عددی در قالب تشریح برخی از کمیتهای جریان، مانند عدد ماخ و فشار استاتیک در زمانهای مختلف ارائه شده است. نشان داده شده که با شرایط اولیه بدون پیش خلاء (فشار و دمای اتمسفر محلی) در حدود s 2/1 زمان لازم است تا دیفیوزر راهاندازی شده و شرایط خلاء نسبی را در پیرامون نازل و محفظه تست ایجاد نماید. در صورت استفاده از گزینه پیش خلاءسازی، راهاندازی دیفیوزر در زمان کوتاهتری اتفاق میافتد. بررسیهای عددی حاضر نشان میدهند که اثر فضای پیشخلاءسازی در عملکرد راهاندازی دیفیوزر قابل ملاحظه است. هرچه فضای بیشتری در طول دیفیوزر پیش خلاء شده باشد، راهاندازی دیفیوزر در مدت زمان کوتاهتری اتفاق میافتد، از طرفی، افزایش فضای پیشخلاءسازی از ناحیه محفظه تست نتیجه عکس داشته و باعث بزرگتر شدن مدت زمان راهاندازی دیفیوزر میشود.
