بررسی عددی تاثیر فیلم خنک‌کاری توام با انتقال حرارت ترکیبی بر دمای جداره محفظه تراست موتور سوخت مایع

نویسندگان

1 مجتمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 دانشکده‌ مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

در فرآیند طراحی موتور سوخت مایع انتخاب نوع روش خنک­کاری محفظه تراست، نقش مهمی در حفاظت و طول عمر موتور بازی می­کند. همچنین درک صحیح از مشخصه­های جریان داخل محفظه تراست موتور ، نظیر دما و فشار در نواحی مختلف محفظه، نقش موثری در بهینه کردن طراحی موتور به منظور بهبود عملکرد، کاهش مصرف سوخت و نیز چگونگی خنک­کاری جداره محفظه تراست، ایفا می­نماید. یکی از راه­کارهای خنک­کاری، کاهش دمای احتراق در نزدیکی جداره از طریق پاشش سوخت اضافه در این ناحیه می­باشد. در این تحقیق مطالعه عددی بر روی تاثیر فیلم خنک­کاری بر میزان کاهش دمای جداره نسبت به حالتی که فقط انتقال حرارت ترکیبی در دیواره وجود دارد انجام شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Investigation Effect of Film cooling with Mixed Heat Transfer in Wall Temperature of LRE Thrust Chamber

کلیدواژه‌ها [English]

  • Liquid Rocket Engines
  • Numerical Simulation
  • Thrust Chamber
  • Film Cooling
  • Heat Transfer
  1. Balabel, A., Hegab, A.M., Nasr, M., El-Behery, S.M. “Assessment of Turbulence Modeling for Gas Flow in Two-Dimensional Convergent–Divergent Rocket Nozzle” Applied Mathematical Modeling, Vol. 35, pp. 3408–3422, 2011.##
  2. Zhang, H.W., He, Y.L., Tao, W.Q. “Numerical Study of Film and Regenerative Cooling in a Thrust Chamber at High Pressure”, Numerical Heat Transfer, Part A, Vol. 52, pp. 991–1007, 2007.##
  3. Iqbal, M.J., Sheikh, N.A., Ali, H.M., Khushnood, S., Arif, M. “Comparison of Empirical Correlations for the Estimation of Conjugate Heat Transfer in a Thrust Chamber” , J. Life Science, Vol. 9, No. 4, pp. 708-716, 2012.##
  4. Biju Kuttan, P., Sajesh, M. “Optimization of Divergent Angle of a Rocket Engine Nozzle Using Computational Fluid Dynamics” , Int. J . Engineering And Science, Vol. 2, No. 2, pp. 196-207, 2013.##
  5. Poramir, A., Fakhr, A. “Numerical Solution of 3-D Heat Transfer in Combustion Chamber Wall and Behaviour Fluid Studying in Cooling Channel” The Sixth Conference of Iran Aerospace Society, Tehran, Khaj-e-Nasir University of Technology, 1385.##
  6. Reby Roy, K.E., Madhusoodan Pillai, K. “Numerical Studies on Hydrogen Combustion in a Film Cooled Cryogenic Rocket Engine”, Int. J Engineering Science and Technology, Vol. 4, No. 7, 2012.##
  7. Xiaoying, Z. “Coupled Simulation of Heat Transfer and Temperature of the Composite Rocket Nozzle Wall”, Aerospace Science and Technology, Vol. 15, pp. 402–408, 2011.##
  8. Yang, W., Sun, B. “Numerical Simulation of Liquid Film and Regenerative Cooling in a Liquid Rocket”, Applied Thermal Engineering, Vol. 54, pp. 460-469, 2013.##
  9. Ommi, F. “Space Rocket Propulsion and Engines” Besat Publication Institute, Tehran, Spring 1388-2009.##
  10. Huzel, D.K., Huang, D.H. “Modern Engineering for Design of Liquid-Propellant Rocket Engines”, American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington DC, USA, 1992.##
  11. Sutton, G.P., Biblarz, O. “Rocket Propulsion Elements: An Introduction to the Engineering Rockets”, “7 Edition”, A Wiley-lnterscience Publication, New York, 2001.##
  12. Currie, G. “Fundamental Mechanics of Fluids”, Third Edition, Marcel Dekker Inc, New York, 1993.##
  13. Taeibi-Rahni, M., Khayat, M., Aliabbasi, R. “Numerical Simulation of Forced Convection Flow through a Flattened Pipe Using Porous Material in the Central and Boundary Arrangement” J. Aerospace Mechanics , Vol, 9, No.1, pp. 77-85, 2012.##
  14. Emre Boysan, M. “Analysis of Regenerative Cooling in Liquid Propellant Rocket Engines”, M.S. thesis, Middle East Technical University, 2008.##
  15. Hoffmann, K.A., Chiang, S.T., “Computational Fluid Dynamics for Engineers”, First Ed., EES, Texas, 1989##