مدلسازی ناپایای ترمودینامیکی فشارگذاری یک مخزن با کمک احتراق

روش فشارگذاری دمش شیمیایی یک روش فشارگذاری مخزن بوسیله احتراق در داخل آن می باشد، این روش در مقایسه با تمام روش‌های مرسوم فشارگذاری ساده‌تر (عدم نیاز به مبدل، مخزن ذخیره بزرگ و... ) و از لحاظ وزن بسیار سبک‌تر می‌باشد. از کاربردهای این روش می‌توان به فشارگذاری مخازن پیشران ماهواره‌برها، مراحل بالای راکت‌ها و موشک‌های هوا به زمین و ... اشاره نمود. در این تحقیق به بررسی ترمودینامیکی سیستم فشارگذاری دمش شیمیایی در حالت ناپایا پرداخته شده است. برای این منظور ابتدا یک کد نرم‌افزاری تدوین شده است که برای مخازنی که شعاع آنها بین 13 (شعاع مخزن آزمایشگاهی) تا 60 اینچ (شعاع مخزن واقعی) باشد، قابل استفاده می‌باشد. با نوشتن کد عددی برای حل معادلات حاکم بر جریان ناپایا درون مخزن سوخت و اکسنده، نحوه مناسب تزریق واکنشگر به درون مخزن برای تامین فشار مورد نیاز به دست آمده است. همچنین با در نظر گرفتن انتقال حرارت از گاز بالشتک به سطح مایع و دیوار مخزن، دمای گاز بالشتک و دیوار مخزن نیز تعیین شده است. در نهایت نتایج عددی به دست آمده با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده اند که مطابقت خوبی بین آنها مشاهده می شود.

Thermodynamic transient modeling of tank pressurization by combustion

Main tank injection (MTI) is a pressurization method which employs through combustion inside a reservoir. MTI is simpler and lighter as compared with the common pressurization methods, hence make in suitable for mission launching applications. In this study we evaluated the MTI pressurization system based on unsteadythermodynamics approach. We used a numerical code which can be performed for the vessels with diameter in the range of 13inch to 60 inch. The proper model for regent injection into the tank in order to provide the demand pressure of the tank is acquired through transient thermodynamics equations. Composition and properties of the pressurizing gas and rate of ullage saturation with propellant vapors are reported based on extensive mass spectrometer gas analysis, an investigation of propellantdegradation due to the reaction process and dilution by condensate is alsoIncluded. The algorithm also obtains the ullage gas temperature and the wall temperature of the tank by using the heat transfer between the ullage gas, the liquid inside the tank, and tank wall. Finally the numerical results are compared with the experimental data, while shows a good agreement between.