تحلیل محفظه رانش موتور کرایوژنیک 35 کیلونیوتن و آنالیز حساسیت عملکرد موتور به دبی فیلم خنک‌کاری

در این مقاله، با استفاده از یک نرم‌افزار توسعه داده‌شده، فرآیند احتراق درون موتور فضایی با زوج پیشرانه کروسین و اکسیژن مایع به‌صورت یک‌بعدی و با استفاده از حل تعادلی شبیه‌سازی می‌شود. در این راستا، مدل‌هایی جهت تحلیل احتراق و نازل به کار گرفته شده است. با استفاده از این نرم‌افزار، در ابتدا رفتار موتور کرایوژنیک در نقطه طراحی شبیه‌سازی شده است. سپس آنالیز حساسیت بر روی درصد دبی خنک‌کاری فیلمی و اثر آن بر عملکرد موتور انجام شده است. نتایج تحلیل در نقطه طراحی، نشان از صحت عملکرد موتور دارد. نتایج آنالیز حساسیت نشان می‌دهد که دمای محفظه احتراق بر اساس درصد دبی رفتار افزایشی-کاهشی دارد زیرا نسبت سوخت به اکسنده محفظه احتراق به ازای برخی از دبی‌ها به عدد استویکیومتریک نزدیک می‌شود و سپس فاصله می‌گیرد اما جرم مولی گازها دچار تغییر شده و در نتیجه ضربه ویژه و سرعت مشخصه رفتار بر حسب افزایش دبی رفتار کاهشی دارد به طوری که افزایش درصد خنک‌کاری تا 20% ، ضربه ویژه را 7 ثانیه کاهش می‌دهد.

analysis of thrust chamber of 35 kn cryogenic engine and sensitivity analysis of film cooling mass flow rate

in this paper, using a developed software, the combustion process inside the cryogenic engine is simulated one-dimensionally and using the equilibrium solution. the propellants are kerosene_lox. in this regard, models for combustion and nozzle analysis have been used. by using this software, initially, the behavior of the cryogenic motor at the design point is simulated. then the sensitivity analysis has been done on the film cooling flow percentage. the results of the analysis at the design point show the accuracy of the engine performance. the results of the sensitivity analysis show that the temperature of the combustion chamber has an increasing-decreasing behavior based on the percentage of flow rate, because the fuel-to-air ratio of the combustion chamber approaches the stoichiometric number for some flow rates and then falls away, but the molar mass of the gases has changed and as a result of the impact the specific and characteristic speed of the behavior has a decreasing behavior in terms of the increase in flow rate, so that increasing the cooling percentage up to 20% reduces the specific impact by 7 seconds.