بررسی عددی اثرات اندازه ذرات و طول بستر کاتالیستی روی عملکرد یک رانشگر تک مولفه ای

رانشگرهای تک مولفه ای با توجه به سادگی ساختمان و قابلیت اطمینان بالایی که دارند، بطور گسترده در ماهواره ها مورد استفاده قرار می گیرند. یک رانشگر تک مولفه ای از سه بخش انژکتور، محفظه تجزیه و نازل تشکیل شده است. سوخت از طریق انژکتور روی بستر کاتالیستی متشکل از ذرات کاتالیست پاشیده شده و بلافاصله تجزیه می شود. گاز ناشی از تجزیه سوخت نیز از طریق بخش نازل شتاب گرفته و نیروی پیشرانش تولید می کند. در این تحقیق، یک رانشگر تک مولفه ای هیدرازینی با بستر کاتالیستی مبتنی بر فلز فعال ایریدیم بصورت عددی تحلیل می شود. معادلات حاکم بر انتقال جرم و حرارت داخل بستر کاتالیستی در یک بعد شبیه سازی می شوند. لازم بذکر است که به دلیل عدم وجود تعادل شیمیایی و ترمودینامیکی بین دو فاز، معادلات انتقال جرم و حرارت برای ذرات جامد و فاز گاز بصورت جداگانه نوشته می شوند. همچنین، برای محاسبه نیروی پیشران و ضربه ویژه مجموعه رانشگر، نازل همگرا-واگرا بصورت صفر بعدی تحلیل می شود. با استفاده از این روش، اثرات قطر ذرات بستر کاتالیستی و طول محفظه تجزیه به عنوان دو فاکتور مهم روی عملکرد یک رانشگر نمونه بررسی می شود. نتایج حاصل نشان می دهند که با کاهش قطر ذرات تشکیل دهنده بستر کاتالیستی، طول محفظه تجزیه بهینه کاهش یافته و ضربه ویژه بیشینه نیز تا حدودی افزایش می یابد