La Confirmación de los Parámetros de Frontera Térmica en un Motor Cohete Rico en Combustible de Oxígeno y Keroseno
Autores: Wei, Xianggeng; Yang, Zhongxu; Zhu, Shaohua; Zhao, Zhixin; Ye, Jinying; Haidn, Oskar J.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
La Confirmación de los Parámetros de Frontera Térmica en un Motor Cohete Rico en Combustible de Oxígeno y Keroseno
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Entorno térmico
Cohetes líquidos
Características térmicas de frontera
GOX/queroseno
Flujo de calor
Simulación numérica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El entorno térmico es un factor importante en el diseño de cohetes líquidos. En este artículo, se realizan análisis teóricos, simulaciones numéricas y pruebas experimentales para estudiar las características térmicas de frontera de un motor de cohete líquido GOX/queroseno con un caudal total de 120 g/s y una relación oxígeno-combustible de 1:1. Medimos la temperatura axial en diferentes posiciones en el combustor utilizando termopares y el flujo de calor utilizando un medidor de flujo. Encontramos que el flujo de calor a 182 mm aumenta en un 6.8% cuando existe un depósito de carbono. Para los resultados teóricos, después de corregir la conductividad térmica por la fracción de volumen de deposición de carbono, el flujo de calor teórico (1.11 MW/m, utilizando la conductividad térmica corregida) y el resultado numérico (0.89 MW/m, considerando los inyectores) son similares al valor experimental (0.937 MW/m). Este estudio valida la precisión de los cálculos teóricos y de simulación en este caso, y proporciona datos de verificación para futuros cálculos numéricos, así como datos para establecer la temperatura del gas en la pared en la simulación de la fase gaseosa.
Descripción
El entorno térmico es un factor importante en el diseño de cohetes líquidos. En este artículo, se realizan análisis teóricos, simulaciones numéricas y pruebas experimentales para estudiar las características térmicas de frontera de un motor de cohete líquido GOX/queroseno con un caudal total de 120 g/s y una relación oxígeno-combustible de 1:1. Medimos la temperatura axial en diferentes posiciones en el combustor utilizando termopares y el flujo de calor utilizando un medidor de flujo. Encontramos que el flujo de calor a 182 mm aumenta en un 6.8% cuando existe un depósito de carbono. Para los resultados teóricos, después de corregir la conductividad térmica por la fracción de volumen de deposición de carbono, el flujo de calor teórico (1.11 MW/m, utilizando la conductividad térmica corregida) y el resultado numérico (0.89 MW/m, considerando los inyectores) son similares al valor experimental (0.937 MW/m). Este estudio valida la precisión de los cálculos teóricos y de simulación en este caso, y proporciona datos de verificación para futuros cálculos numéricos, así como datos para establecer la temperatura del gas en la pared en la simulación de la fase gaseosa.