طراحی و شبیه‌سازی انژکتور سوخت یک میکرورانشگر تکمولفهای هیدرازینی با پیشران 10 نیوتن
|
|
|
|
|
|
|
|
نویسنده
|
کریمایی حدیثه
|
|
منبع
|
علوم و فناوري فضايي - 1397 - دوره : 11 - شماره : 3 - صفحه:9 -19
|
|
|
|
|
چکیده
|
رانشگرهای هیدرازینی، پرکاربردترین رانشگرهای سامانه‌هایِ هدایت و کنترل محموله‌های بازگشتی و محموله‌های سرنشین‌دار محسوب می‌شوند. در این مقاله، طراحی و محاسبات یک انژکتور اسپری مخروطی با دو ورودی مماسی به عنوان انژکتور سوخت یک رانشگر تکمولفهای هیدرازینی با پیشران 10 نیوتن، ارائه شده است. این انژکتور براساس روش بازارف، به گونه ای طراحی شد که یک زاویه پاشش متوسط (نه چندان بزرگ) و ضخامت لایه خیلی کم به دست می دهد که با توجه به محدودیت طول محفظه کاتالیستی مناسب بوده و پودرسازی ریزتری به دست دهد. پدیده ایجاد و توسعه حفره هوا در جریان داخلی این نوع انژکتورها و شبیه‌سازی آن، به دلیل وجود دو جریان پیچشی آشفته در دو فاز مختلف مایع و گاز که دارای سطح آزاد مشترک اند، پیچیده است. برای این انژکتور، شبیه‌سازی جریان داخلی به منظور پیش بینی مشخصه های جریان خروجی و اطمینان از شکلگیری حفره گاز درون آن انجام گرفت. این مشخصه ها شامل زاویه مخروط پاشش، ضخامت لایه سیال خروجی، توزیع سرعت خروجی و غیره است. بدین منظور از روش حجم سیال (vof) استفاده شد و آشفتگی جریان نیز با استفاده از مدل ke شبیه‌سازی شد. شبیه‌سازی به کمک نرمافزارهای انسیس ورکبنچ و انسیس فلوئنت انجام شد. با بررسی نتایج، این اطمینان حاصل شد که انژکتور طراحی شده، دبی جرمی مورد نظر را در اختلاف فشار معین طراحی میتواند تامین کند و حفره هوا نیز به طور کامل تا انتها شکل می‌گیرد. همچنین زاویه پاشش مورد نظر نیز توسط آن تامین می‌شود. از این‌رو ابعاد نهایی برای ساخت و استفاده در رانشگر تک‌مولفه 10 نیوتنی انتخاب شدند.
|
|
کلیدواژه
|
انژکتور، رانشگر تکمولفهای، مخروط اسپری، کمپیشران
|
|
آدرس
|
وزارت علوم تحقیقات و فناوری, پژوهشگاه هوافضا, گروه علوم فضایی, ایران
|
|
پست الکترونیکی
|
karimaei@ari.ac.ir
|
|
|
|
|
|
|