مطالعه عددی انتقال حرارت جریان گاز محترق در محفظه رانش موتور سوخت مایع

در این مقاله، انتقال حرارت جریان گاز محترق در محفظه رانش یک موتور سوخت مایع به صورت عددی مطالعه شده است. جریان گاز در محفظه، با در نظر گرفتن اثرات اصطکاک، انتقال حرارت جابه جایی به دیواره، تشعشع گازها و واکنش های شیمیایی غیرتعادلی به صورت شبه یک بعدی شبیه سازی شده و معادلات حاکم با یک روش عددی کاملاً ضمنی حل شده است. از مدل شیمیایی هوا- هیدروژن بربس، که شامل 9 جز و 18 واکنش مقدماتی نرخ محدود است، برای شبیه سازی فرآیند احتراق استفاده شده است. جریان سیال خنک کننده در کانال های خنک کاری و هدایت حرارتی در دیواره به صورت شبه یک بعدی مدل شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که روش حل به کار گرفته شده به خوبی می تواند جریان گاز در محفظه را شبیه سازی و شار حرارتی عبوری از دیواره، دمای دیواره و افزایش دمای سیال خنک کننده را محاسبه کند. بر اساس این نتایج، در نزدیکی ناحیه گلوگاه، شار حرارتی عبوری از دیواره محفظه و دمای دیواره به بیشترین مقدار خود می رسند. همچنین، بیشترین شار حرارتی ناشی از تشعشع گازها در محفظه احتراق در حدود 30 درصد شار حرارتی کلی عبوری از دیواره است. مقادیر محاسباتی نشان می دهند که با احتساب واکنش های شیمیایی در محفظه بیشترین شار حرارتی کلی عبوری از دیواره 30 درصد، بیشترین دمای دیواره 7 درصد، میزان افزایش دما و افت فشار سیال خنک کننده در کانال های خنک کاری به ترتیب 29 درصد و 3 درصد، با نتایج عددی مرجع مورد مقایسه اختلاف دارند.